呼吸生理
第7章.呼吸生理ppt
第三节 呼吸运动的调节
一、呼吸中枢的调控 l 呼吸中枢：是指中枢神经系统中与产生和调节
呼吸运动有关的神经细胞群。 l 延髓—呼吸的基本中枢 产生基本呼吸节律 l 脑桥—呼吸调整中枢 完善正常呼吸节律 l 大脑皮质—呼吸高级中枢 随意控制呼吸
二、呼吸的反射性调节
（一）肺牵张反射 （黑-伯氏反射）：
胸膜腔内压
1、胸膜腔内压的概念 胸膜腔内压—简称胸内压，是指胸膜腔内的压力。
l 胸膜腔为密闭、潜在的腔。 l 通常胸内压低于大气压，又称为胸内负压。 l 气胸—指胸膜破裂，空气进入胸膜腔。
2、胸膜腔负压的形成原理
l 形成前提:胸膜腔的密闭性 l 二种作用力:肺内压,肺回缩力
胸内压=肺内压-肺回缩力 吸气及呼气末肺内压=大气压 胸内压=大气压-肺回缩力 以1个大气压的值为0则: 胸内压= -肺回缩力 l 胸膜腔负压是由肺的回缩力所造 成.
织液中的H+浓度变化。 l 当脑脊液中H+浓度升高时，
中枢化学感受器兴奋，反射 性使呼吸运动增强。 l 血液中H+浓度变动对其作用 不大。不能感受低O2的刺激。
2、CO2、低O2、H+对呼吸的影响
（1）CO2对呼吸的影响： l CO2是调节呼吸运动最重要的化学因素，是促进呼吸的
生理性刺激。 当吸入气中CO2适当增加，可使呼吸加深加快； 当过度通气排出CO2过多，可使呼吸减弱甚至暂停； 当吸入CO2过多，体内CO2堆积，可抑制呼吸中枢。
抑制作用，表现为呼吸抑制。
（3）H+对呼吸的影响
l 动脉血中pH值减小，呼吸加强；pH值增大，呼 吸减弱。
l 作用途径：血液中H+不易通过血-脑屏障，主要 通过刺激外周化学感受器，引起呼吸中枢兴奋， 呼吸加强。
第5章 呼吸 生理学
肺泡通气量
2.肺泡通气量：每分钟吸入到肺泡，并可与血
液进行有效气体交换的总气量。
解剖无效腔(从鼻至呼吸性细支气管， 生理无效腔 150ml)
肺泡无效腔( 肺泡内未发生其他交换，接近于零）
计算真正的有效的气体交换，须采用肺泡通气量
肺泡通气量=(潮气量-无效腔气量)x呼吸频率
不同呼吸频率、潮气量时的肺通气量及肺泡通气量
4、气体的扩散面积和距离和温度
气体的扩散面积和距离(A,d):
扩散速率与A呈正比；与d呈反比。
温度(T): 扩散速率与T呈正比。
综合以上因素, CO2的扩散速率是O2的 2倍，故临床更容易出现O2扩散的障碍导致 机体缺氧。
二、肺 换 气
肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换过程。
在气相与液相间完成
〔外界环境
肺毛细血管)
包括肺通气〔肺 外界空气〕
肺换气〔肺泡 肺毛细血管〕
〔2〕气体在血液中的运输。
〔3〕内呼吸又称组织换气
〔血液
组织细胞〕
第一节 肺 通 气
一、肺通气的原理
肺通气是肺与外界环境之间的气体交换过 程。
(一)肺通气的动力 直接动力：肺内压与大气压之差 原始动力：呼吸运动
1、呼吸运动
防止肺水肿。 ③降低吸气阻力，有利于肺的扩张。
正常及几种2、异胸常廓情弹况性下阻顺力应和性顺曲应线性
胸廓是一个双向弹性体，其弹性回缩力的方向视 胸廓所处的位置而定。
处于自然位置：肺容量 = 肺总容量的67% 无回弹力 小于自然位置：肺容量﹤肺总容量的67% 向外的回弹力
吸气的动力，呼气的阻力 大于自然位置：肺容量﹥肺总容量的67% 向内的回弹力
血氧指标
• 血红蛋白氧容量：特定条件下，每升(L)血液中血红蛋 白所能负载的最大氧量。〔190～200ml/ L血液〕
呼吸生理
主要呼吸肌
吸气
呼气
膈肌和肋间外肌收缩，使 胸廓的上下、左右、前后 径增大，则胸腔和肺容积 增大，肺内压下降。
膈肌和肋间外肌弛缓，肺依靠 本身的回缩力量而回位。用力 呼气时，肋间内肌收缩，腹肌 收缩使隔肌向上移动。
（二）呼吸运动
1. 平静呼吸:安静状态下的呼吸，12-18次/分。 （1）平静吸气：
肺活量 =潮气量＋补吸气量＋补呼气量 肺活量是常用的肺通气功能指标，
2．用力呼气量 ：用力吸气后，用力以 最快的速度尽力呼气，测定第1、2、3 秒内呼出的气体量，通常用它占用力 肺活量的百分数表示。
正常人分别1、2、3秒末为83％、 96％和99％， 如第1秒末低于65%， 提示有一定程度的气道阻塞。
膈肌⊕★→膈顶下降→胸廓上下径↑ 肋间外肌⊕→肋骨上提外展→胸廓前后左右径↑ －→肺随之扩大→肺内压↓(<大气压)→吸气入肺
（2）平静呼气：
膈肌(—)
肋间外肌ө
－→膈顶、肋骨、胸骨回位→胸廓↓→肺随之缩小→肺内压↑(>大气压)→呼气出肺
平静呼吸特点：吸气——膈肌、肋间外肌⊕引起——主动 呼气——吸气肌引起——被动
是呼气时胸内压都低于大气压， 故又称为胸内负压 。 平静吸气末：-5~-10 mmHg 平静呼气末：-3~-5 mmHg
2、 形成原因
胸内负压是由肺的回缩力形成的 两种力通过胸膜脏层作用于胸膜腔： 肺内压——使肺泡扩张 肺的回缩力——使肺泡缩小 ∴ 胸内压=肺内压－肺回缩力 在吸气末和呼气末，肺内压＝大气压 ∴ 胸内压=大气压－肺回缩力 如以大气压为0,则：胸内压＝－肺回缩力 吸气：肺扩张→肺回缩力↑→胸内压负值↑ 呼气：肺缩小→肺回缩力↓→胸内压负值↓
3. 无效腔和肺泡通气量
呼吸生理 生理学
大通气量× 100% ，正常不小于 93％，反映通气功 能贮备。
肺泡通气量
无效腔
解剖无效腔 ：鼻或口至终末细支气管无气体交换 功能的呼吸道腔隙，约 150ml 。
肺泡无效腔 ：因血流分布不均匀而未能发生气体 交换的肺泡容量。
气体分压差·温度·扩散面积·溶解度 D∝
距离· √分子量
——————O——2、——C——O—2—扩——散——速——率——（——D—）——比——较—————————
分子量 血浆溶解度 肺泡 A血 V血 D
(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 ———————————————————————————————————————
2、原动力：呼吸运动
① 呼吸肌： 吸气肌:膈肌、肋间外肌 呼气肌:肋间内肌、腹肌 辅助呼吸肌:斜角肌、胸锁乳突 肌
② 平静、用力呼吸 ③ 胸式、腹式、混合式 ④ 12～18次/分；小儿快，老人慢。
3、胸膜腔内压：将原动力 转化为 直接动力
胸膜腔内压 = 肺内压-肺弹性回缩力
决定因素：
1. 密闭潜在腔隙：少 量浆液 --润滑，内聚力。
参
(拟交感药物治疗哮喘)
与
器
注:体液因素(组胺、5-HT 、缓激肽等)→收缩
官
传入神经末梢---机械、化学感受器
肺泡：平均直径0.1mm
呼吸肌：肺通气动力
胸膜腔：负压
呼吸生理
+ （2）H 浓度对呼吸的影响
①动脉血H+浓度增加，呼吸加深加快，
肺通气增加；
② [H+] ↓→呼吸受抑制。
③血[H+]↑→外周化学感受器→呼吸中
枢兴奋（动脉血H+难于通过血脑屏障） ④脑脊液中的H+→中枢化学感受器的最
有效刺激。
（3）低O2对呼吸的影响
●
●
吸入气PO2降低，动脉血PO2降低， 呼吸加深加快，肺通气量增加。 动脉血PO2↓＜10.7kPa（80mmHg） 肺通气量方明显增加。
③ 降低吸气阻力，减少吸气作功。
4）胸廓弹性阻力
作用：肺容量 = 67%肺总量时 无回缩力 肺容量 < 67%肺总量时 吸气动力 呼气阻力 肺容量 > 67%肺总量时 呼气动力 吸气阻力
5）胸廓顺应性
胸廓的顺应性＝
△V（胸腔容积）
△P（跨胸壁压）
肥胖、胸廓畸形 胸膜增厚 腹内占位病变
呼吸生理
呼吸环节：
1 外呼吸（肺通气+ 肺换气）
2 气体在血液中的运输 3 内呼吸（组织换气）
第一节 肺通气
一、定义
肺与外界环 境之间的气 体交换过程
二、肺通气原理
气体进出肺取决两方面因素： 动力：大气压与肺内压之间的压力差； 阻力：肺、气管的弹性阻力和非弹性阻力
二、肺通气原理
（一）肺通气的动力
呼吸过程：平静呼吸
（1）吸气运动（主动过程）
膈肌和肋间外肌收缩 → 膈顶下降、
肋骨和胸骨上举、肋骨下缘外翻→胸腔上
下径、前后径、左右径↑→ 胸腔容量↑ →
肺被动扩张 →肺容积↑→肺内压 ↓<大气压
→外界气体进入肺泡（主动吸气）
生理学第五章 呼吸生理
意义：反映肺活量及呼吸阻力（弹性阻力及气道通
畅程度）。
（4）肺总量 = 肺活量 + 余气量 男：5000 ml； 女：3500 ml
（二）肺通气量和肺泡通气量
1. 肺通气量（pulmonary ventilation） = 潮气量 × 呼吸频率
最大随意通气量：尽力作深快呼吸时，每分钟所能吸入 或呼出的最大气量。
血氧容量、血氧含量、血氧饱和度
HbO2呈鲜红色， Hb呈蓝紫色
临床：发绀（Hb含量达5g/100ml）,常表示缺氧。 例外：红细胞增多症；相反，严重缺氧和CO中毒
4. Hb与O2的结合或解离曲线呈S形 与Hb的变构效应有关 Hb为紧密型 HbO2为松弛型
（三）氧解离曲线
表示血液PO2与Hb氧饱和度关系的曲线
•胸廓容积>肺容积
•胸廓将肺拉大
•肺回缩
胸内负压
•胸内压=肺内压 - 肺回缩力 =大气压 - 肺回缩力 = - 肺回缩力
•平静呼吸时，胸膜腔内压为负压 呼气末：-3 ~ -5 mmHg 吸气末：-5 ~ -10 mmHg
临床：气胸
胸内负压的作用：
①利于肺扩张, 实现肺通气
②利于静脉血、 淋巴液回流
第五章 呼吸生理
第一节 第二节 第三节 第四节
肺通气 呼吸气体的交换 气体在血液中的运输 呼吸运动的调节
呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。
呼吸的全过程包括：
1 外呼吸（肺通气+肺换气）
2 气体在血中的运输
3 内呼吸（组织换气+细胞内氧化）
血液循环
组织细胞
肺
O2 CO2
O2 CO2
肺通气 肺换气 外呼吸
西医学概论_人体生理学第五章 呼吸
性动-静脉短路。
第三节 气体在血液中的运输
一、O2和CO2在血液中存在的形式
血液O2和CO2的含量（ml/L血）
动脉血
静脉血
物理 化学 合 物理 化学 合 溶解 结合 计 溶解 结合 计
O2 3.0 200.0 203.0 1.2 152.0 153.2 CO2 26.2 464.0 490.2 30.0 500.0 530.0
呼吸性细支气管）。150ml 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
第二节 呼吸气体交换
一、气体交换的原理
原理：扩散。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
Hb氧含量和氧容量的百分比。
(三)氧离曲线
△ 概念： 表示血氧分压与血红蛋白氧饱和度关
系的曲线。
△ 意义： 表示在不同PO2下O2与Hb的分离或结合
的情况。呈“S”型。
1.上段:PO28.0～13.3kPa （60～100mmHg） 坡度较平坦。
表 明 ： PO2 变 化 大 时 ， 血氧饱和度变化小。 意义:保证低氧分压时的 高载氧能力。
直接动力:肺内压 与外界大气压间的压
吸气
呼气
力差。
3.胸膜腔内压
(1)胸内压的概念：胸膜腔内的压力，正常时，不 论吸气或呼气，胸膜腔内的压力总是低于大气 压，又称胸内负压。
(2)特点: 平静呼吸时胸内压始终为负压 用力呼吸时负压变动更大
（4）成因:
呼吸生理和呼吸参数调置
新观点：压力上升梯度(流量加速百分比)
使吸气流速的上升符合病人的需求 范围 1 - 100% (默认值 50%)
40
PCIRC
INSP
EXP
PLOT SETUP
30
20
10
0
10
-20
80
60
4020020-8040
60
V
.
0
4
8
12s
2
6
10
UNFREEZE
自主呼吸 压力支持(PSV): Pressure Support
设定：吸气压力、吸气时间、呼吸频率 流速波形：递减波，随气道阻力而变化 潮气量：随病人顺应性变化
压力-时间曲线
流量-时间曲线
监测潮气量是否满足病人需求: 根据病人理想公斤体重(IBW) 7-10ml/1kg
控制呼吸 压力控制(PCV): Pressure Control
优点 可减少气压伤的发生率 可使塌陷或过度膨胀的肺泡恢复 改善气体分布 缺点 当病人顺应性发生变化时，潮气量随着改变 (如 ARDS、肺水肿病人) 如吸气时间延长(适当的吸气时间延长以保证潮气量), 病人可能需要使用镇静剂或麻醉剂
压力-时间曲线
流量-时间曲线
1. 由病人触发呼吸: 压力触发，流速触发
2. 吸气压力固定 根据病人情况设定
3. 呼气灵敏度(PB840&760可调)： 送气流速为峰值流速的25%时 由吸气转为呼气
吸气流速: 递减波 病人决定呼吸频率、峰流速 吸气时间和潮气量
当病人流速降到峰值流速百分比时，压力支持通气被终止 “呼气灵敏度”定义了在终止呼吸机送气时预计达到的吸气流量峰值百分比
呼吸机 (应用气插和气切）: 吸入\呼出过滤器 电子湿化器\人工鼻
人体呼吸生理
人体呼吸生理人体呼吸生理是指人体在呼吸过程中发生的生理变化。
呼吸是人体维持生命所必需的基本生理功能之一，它主要通过肺部进行气体交换，将氧气吸入体内，同时将二氧化碳排出体外。
本文将从呼吸的定义、呼吸的过程、呼吸的调节以及呼吸与健康等方面进行详细介绍。
一、呼吸的定义呼吸是指人体通过肺部将空气中的氧气吸入体内，同时将体内的二氧化碳排出体外的过程。
呼吸分为外呼吸和内呼吸两个过程。
外呼吸是指氧气从外界进入人体，二氧化碳从人体排出到外界。
内呼吸是指氧气从肺泡进入血液，二氧化碳从血液进入肺泡，最后通过外呼吸排出体外。
二、呼吸的过程呼吸过程包括呼吸道、肺部和血液三个部分。
1. 呼吸道呼吸道包括鼻腔、口腔、喉部、气管和支气管等组成。
当空气进入鼻腔或口腔时，会被加热和湿润，然后通过喉部进入气管，再经过支气管到达肺部。
2. 肺部肺部是呼吸过程中最重要的器官之一，它由左右两个肺叶组成。
当空气进入肺部时，会经过支气管到达肺泡，然后通过肺泡壁向血液中释放氧气，同时将二氧化碳排出体外。
3. 血液血液是呼吸过程中的另一个重要组成部分，它将氧气从肺泡中运输到身体各个组织和器官中，同时将二氧化碳从身体各个组织和器官中运输到肺泡中排出体外。
三、呼吸的调节呼吸的调节主要由中枢神经系统和化学感受器等组成。
当人体需要更多的氧气时，中枢神经系统会通过自主神经系统向肺部发出指令，增加呼吸频率和深度，以便更多的氧气进入体内。
当人体需要排出更多的二氧化碳时，化学感受器会向中枢神经系统发出信号，使其增加呼吸频率和深度，以便更多的二氧化碳排出体外。
四、呼吸与健康正常的呼吸对于人体健康非常重要。
如果呼吸不畅或不规律，会导致身体缺氧或二氧化碳过多，从而引起头晕、乏力、心慌等症状。
此外，长期抽烟、污染严重的环境和职业性接触有害物质等都会对呼吸系统造成损害，引发慢性阻塞性肺疾病等疾病。
总之，人体呼吸生理是保持身体健康所必须了解的基础知识之一。
通过了解呼吸的定义、过程和调节机制等方面的知识，可以更好地保护自己的身体健康。
第五章 生理学 呼 吸
平静呼吸时, 正常成人约为: 500ml×(12-18)次/分＝ 6-9L/min
最大随意通气量: 尽力作深、快呼吸时的肺通气量。 正常成人约为70-120L/min
通气贮量百分比——
衡量通气功能贮备能力的指标。
最大通气量—每分平静通气量 通气贮量百分比＝——————————————
(2) 肺泡表面活性物质 合成与释放:
肺泡Ⅱ型细胞 主要成份:
二棕榈酰卵磷脂
肺泡 肺泡内液层
肺泡表面 活性物质
分布及特点: 呈单分子层分布在肺泡液体层表面 极性端插入液体层,非极性端朝向肺泡腔 分布密度与肺泡大小有关,小肺泡分布密
度大,大肺泡分布密度小。
* 肺表面活性物质的分布密度可随肺泡
正
侧
面
面
作用：吸气时胸廓扩大，呼气时胸廓缩小
第二节 肺通气
----- 肺与外界环境之间的气体交换过程。 肺通气包括：吸气和呼气。
一、肺通气的动力
肺内压<大气压 肺内压>大气压
吸气
呼气
肺内压与大气压之差
作用：吸气时胸廓扩大，呼气时胸廓缩小
呼吸运动：呼吸肌收缩和舒张引起的胸廓节 律性扩大和缩小。
吸气肌 收缩 （呼气肌） 舒张
膈
膈
吸气
呼气
• 平静呼吸：安静状态下 平稳而均匀的自然呼吸。
– 吸气：膈肌和肋间 外肌收缩，主动过程
– 呼气：膈肌和肋间 外肌舒张，被动过程
膈肌收缩 呼吸运动
和肺内压 膈肌下降 的变化：
胸廓上下径
肋间外肌收缩 肋骨、胸骨上提 前后径、左右径增大
(1)平静吸气时
(主动过程)
胸腔扩大 肺扩张
呼吸生理学
3.胸膜腔与胸膜腔内压
胸膜腔：
由脏层胸膜 和壁层胸膜构 成；
是密闭的， 里面只有少量 浆液，没有气 体。
胸膜腔内浆液的作用： ①减小两层胸膜之间的摩擦力； ②能使两层胸膜贴附在一起不
易分开。
胸膜腔内压(intrapleural pressure) 相对于外界大气
压而言是负压(胸 内负压)；
呼吸过程中的变化： 吸气—胸内压↓
一、气体交换原理
气体交换的动力：换气部位存在 的气体分压差。
气体交换的方式：扩散。
气体扩散速率(diffusion rate): 单位时间内气体扩散的容积。
影响扩散速率的因素： ①气体的分压差； ②气体的溶解度和分子量： 溶解度(s) 扩散速率(D)∝ √分子量(MW) CO2：√514.45 O2：√2.3124
—意义：保证代谢增强的组织得 到更多的氧，代表血液释放氧的贮 备。
影响氧解离曲线的因素:
①血液pH↓、PCO2↑→Hb与O2亲 和力↓→氧离曲线右移；相反时左 移。
血液pH对氧离曲线的影响，称 波尔效应(Bohr effect)。
• 生理意义:
促进肺毛细血管血液的氧合； 促进组织毛细血管血液释放O2
100m1血液中Hb所能结合的最大O2 量，称Hb氧容量。
正常人血液中Hb含量: 15g/100ml
Hb氧容量=15×1.34=20ml/100ml
100ml血液中血红蛋白实际结合 的O2量，称Hb氧含量。
动脉血: PO2 100 mmHg Hb氧含量 19.4ml/100ml
静脉血: PO2 40 mmHg Hb氧含量 14.4ml/100ml
补呼气量（expiratory reserve volume，ERV）: 平静呼气末再尽力呼气，所能增加的 呼出气量（900-1200ml）。
生理学第五章呼吸系统
生理学第五章呼吸系统
第五章 呼吸系统
第一节 肺通气 第二节 呼吸气体的交换 第三节 气体在血液中的运输 第四节 呼吸运动的调节
生理学第五章呼吸系统
生理学第五章呼吸系统
生理学第五章呼吸系统
1.呼吸：指机体和外界环境之间的气体交换
过程。
2.呼吸的过程：
外呼吸
肺通气：外界空气和肺泡之间的气体交换； 肺换气：肺泡和肺泡毛细血管血液之间的气体交换；
生理学第五章呼吸系统
气体扩散的影响因素
分压差×扩散面积×温度×气体溶解度
扩散速率＝———————————————
扩散距离×√分子量
生理学第五章呼吸系统
二. 肺泡气体交换和组织气体交换
生理学第五章呼吸系统
影响肺泡气体交换的因素
呼吸膜的面积 呼吸膜的厚度 通气/血流比值
指每分钟肺泡通气量和每分钟肺血流量的比值。
2.呼吸道的结构特征及功能
分泌粘液：湿润和清洁空气，受交感神经调节； 支气管及其分支：平滑肌收缩调节气道阻力，
受交感和副交感神经的调节。
生理学第五章呼吸系统
二.肺泡的结构和机能
（一）肺泡的结构
肺泡
肺泡上皮细胞：
I型：鳞状，95％； II型：圆形或立方状，5％，分泌肺泡表面活性物质。
基膜
肺泡隔：毛细血管网、弹力纤维、胶原纤维等。
原始动力——呼吸肌的运动 直接动力——气体压力差
（一）呼吸运动 （二）肺内压 （三）胸膜腔内压
生理学第五章呼吸系统
（一）呼吸运动——
指呼吸肌的舒缩引起的胸廓的扩大和缩小。
平静呼吸
吸气运动：吸气肌（肋间外肌和膈肌）收缩，胸廓扩 大。
——主动
呼气运动：吸气肌舒张，胸廓复位。
动物生理学-呼吸生理
动物生理学-呼吸生理动物生理学-呼吸生理呼吸是动物生命活动所必需的基本生理过程。
通过呼吸，动物摄取氧气并排出二氧化碳，以维持细胞的新陈代谢，保持机体的稳态。
在动物界中，呼吸器官的结构和功能存在着很大的差异。
最为简单的呼吸器官是原生动物和海绵动物的全身表面，通过体表进行氧气和二氧化碳的交换。
而一些进化比较高级的动物，如鸟类和哺乳类，拥有复杂的呼吸系统，包括气管、支气管、肺泡等。
这些特殊的呼吸器官的存在，使动物能够更高效地进行气体交换。
呼吸过程主要分为两个步骤：吸气和呼气。
吸气是指氧气进入动物体内的过程。
动物通过不同的呼吸器官来吸入氧气。
例如，鸟类通过喉管、气管和支气管从嘴巴或鼻孔吸入氧气，进入肺泡进行气体交换。
哺乳类通过鼻腔、喉咙、气管和支气管从鼻孔或口腔吸入氧气。
吸入氧气的过程中，肺泡中的氧气通过薄膜扩散到血液中，与血液中的红细胞结合成氧合血红蛋白，输送到全身各个组织细胞中。
呼气是指动物体内二氧化碳的排出过程。
当动物进行体内新陈代谢时，产生了大量的二氧化碳，需要通过呼吸系统排出体外。
动物通过肺泡、支气管、气管和鼻腔之间的反向路径，将含有二氧化碳的呼吸气体排出体外。
呼吸的调节也是非常重要的。
动物的呼吸可以通过自主神经系统和中枢神经系统来控制。
自主神经系统通过调节呼吸肌肉的张力，控制呼吸频率和幅度。
中枢神经系统通过感受动脉血氧气体浓度、动脉血二氧化碳浓度和酸碱平衡情况，来调节呼吸频率和深度。
此外，动物的呼吸还受到外界环境的影响。
例如，大气中的氧气浓度和温度变化都会对动物的呼吸产生影响。
低氧环境下，动物的呼吸频率会增加，以增加体内的氧气供应。
高温环境下，动物的呼吸频率也会增加，以帮助散发热量。
总结起来，动物的呼吸是通过呼吸器官对外界气体进行交换，以维持体内氧气和二氧化碳的平衡。
呼吸的过程需要经过吸气和呼气两个步骤，同时受到自主神经系统、中枢神经系统和外界环境的调节。
对于不同动物而言，呼吸器官的结构和功能存在着差异，但呼吸的目的都是为了保持机体的正常生命活动。
生理学呼吸(一)
生理学呼吸（一）引言概述：呼吸是人类生命所必须的基本生理功能之一。
通过呼吸，人体摄取氧气，排出二氧化碳，维持体内氧气和二氧化碳的平衡。
本文将探讨生理学呼吸的相关知识，包括呼吸器官、呼吸机制、呼吸的调节以及呼吸与其他生理过程的关系。
正文内容：1. 呼吸器官- 鼻腔和喉咙的作用：过滤空气、加热和湿润空气、帮助发音。
- 气管和支气管：将空气输送至肺部。
- 肺部：负责气体交换，将氧气吸入血液，将二氧化碳排出体外。
- 膈肌：主要负责呼吸过程中的吸气和呼气。
2. 呼吸机制- 无意识呼吸：由脑干的呼吸中枢控制，包括自主呼吸和高级呼吸调节。
- 呼吸肌肉的参与：膈肌、肋间肌、颈部肌肉等。
- 呼吸的节律：正常情况下，每分钟呼吸次数约为12-20次。
3. 呼吸的调节- 化学调节：血液中的氧气浓度、二氧化碳浓度和酸碱平衡等因素均可以通过化学传感器来感知，并调节呼吸频率和深度。
- 神经调节：迷走神经和交感神经对呼吸过程进行调节，其中迷走神经主要控制呼吸的减慢，交感神经则主要控制呼吸的加深和加快。
4. 呼吸与其他生理过程的关系- 呼吸与心血管系统：正常呼吸对心血管系统的功能有重要影响，包括心率、血压和血液循环等。
- 呼吸与代谢过程：呼吸过程中产生的氧气为细胞内的氧化代谢提供能量，并排出代谢产生的二氧化碳。
- 呼吸与神经系统：呼吸与大脑的功能紧密相连，呼吸的调节和控制受到大脑的影响。
总结：生理学呼吸涉及鼻腔、喉咙、气管、支气管、肺部和膈肌等多个器官和肌肉的协调工作。
呼吸的机制通过化学和神经调节来维持正常呼吸频率和深度。
呼吸与心血管系统、代谢过程和神经系统密切相关，对人体的正常功能发挥起着重要作用。
呼吸生理及呼吸机工作原理
呼吸生理及呼吸机工作原理一、呼吸生理人体的呼吸是一种将氧气输送到细胞，并将二氧化碳从体内排出的重要生理过程，主要由呼吸系统和循环系统共同完成。
1.呼吸系统呼吸系统包括鼻腔、喉咙、气管、支气管和肺部。
人体的呼吸过程可分为外呼吸和内呼吸两个阶段。
外呼吸：氧气从外界经过鼻腔和喉咙进入气管，再通过支气管进入肺部，并与肺泡内的血液接触。
氧气通过肺泡壁进入血液，血液中的氧气与血红蛋白结合，形成氧合血红蛋白。
同时，体内的二氧化碳从血液中通过肺泡壁排出，通过支气管和气管最终从鼻腔排出体外。
内呼吸：氧合血红蛋白通过血管系统运送到体内各个细胞，在细胞内与细胞呼吸过程中释放出能量，并产生二氧化碳。
二氧化碳进入血液，与血红蛋白结合形成碳酸血红蛋白，通过血管循环系统运送到肺部，再从肺部排出体外。
呼吸机是一种可以辅助或替代患者自主呼吸的装置，通过给予气流来维持呼吸功能。
呼吸机工作的基本原理是负压通气和正压通气。
负压通气：负压通气是指通过产生外部负压来吸引空气进入肺部。
负压通气主要应用于体外膜肺氧合（ECMO）或铁肺治疗等特定情况。
正压通气：正压通气是指通过外部装置提供压力将空气推入肺部。
呼吸机通过一系列的装置和传感器监测和调节气流压力、呼吸频率和气流吸入时间等参数。
正压通气的主要步骤包括：1）吸气：呼吸机通过连接管道输送氧气（或空气）至患者的呼吸系统。
2）气流传递：气流通过呼吸系统进入肺部，填充肺泡，从而维持氧气摄入和二氧化碳排出。
3）压力释放：患者呼气的时候，呼吸机减少气流压力，使肺部能够排出二氧化碳。
4）回流：重复以上步骤，持续为患者提供足够的氧气和排出二氧化碳。
呼吸机在调节和维持患者的呼吸功能方面发挥重要作用，特别是在一些严重疾病或手术后需要长期机械辅助通气的情况下。
总结：呼吸生理是人体为了维持正常功能所必需的过程，包括外呼吸和内呼吸两个阶段。
呼吸机是一种可以辅助或替代患者自主呼吸的设备，可通过负压通气或正压通气的方式来维持呼吸功能。
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生理无效腔
• 每分肺泡通气量= （潮气量-解剖无效腔容量）×呼吸频率
不同呼吸频率和潮气量时肺通气量和肺泡通气量
呼吸频率 （次/分钟）
16
潮气量 （ml）
500
肺通气量 肺泡通气量 （ml/min） （ml/min）
8000
5600
8
1000
8000
6800
32
250
8000
3200
• 深而慢的呼吸比浅而快的呼吸效率高。
（分泌C）
肺泡气液交界面的表面张力
2.非弹性阻力
定义：在气体流动时产生的，并随流速加快而增 加，故为动态阻力。
包括惯性阻力、粘滞阻力和气道阻力。
（1）气道阻力
定义：由气体流经呼吸道时，气体分子间及气体分 子与呼吸道壁之间的摩擦所产生阻力 。
分布：鼻、声门、直径2 mm以上细支气管、气管 等部位。
（2）影响气道阻力的因素
透过血-脑屏障
脑脊液中 PCO2
H2O
CA H2CO3
传出N
呼吸加深加快
H+
延髓
中枢化学感受器（+）
HCO3- 中枢途径（主要）
血脑屏障通透性
（2）动脉血液中[H+]对呼吸的调节
动脉血[ H+（] +）外周化学感受器 呼吸加快加深
（3）动脉血液中O2分压对呼吸的调节
吸入气中O2含量 10% 低氧或缺氧 动脉血PO2 < 8kPa
• 运输形式： 物理溶解：量少，是化学结合的前提 化学结合：量多，以物理溶解为前提
O2 、CO2→溶解→化学结合→溶解
一、氧的运输
（一）氧在血液中存在的形式
血液中O2和CO2的含量（ml/100 ml 血液）
动脉血
混合静脉血
物理 溶解
化学 结合
总量
物理 溶解
化学 结合
总量
O2 0.31 20.0 20.317 0.11 15.2 15.31 CO2 2.53 46.4 48.93 2.91 50.0 52.91
而不是S形曲线，而且没有饱和点。 • 因此，CO2 解离曲线的纵坐标不用饱和度而
用浓度表示。 • 血液流经肺时每100 ml血液释出4 ml的CO2。
CO2解离曲线
（三）O2与Hb的结合对CO2运输的影响
• O2与Hb结合将促使CO2释放，这一效应称为 何尔登效应。
• 可见O2和CO2的运输相互影响。 CO2通过波尔效应影响O2的结合和释放。 O2又通过何尔登效应影响CO2的结合和释放。
B、吸入气中CO2适当
PCO2适当
呼吸 加深加快
过量 呼吸中枢（-） （吸入气中CO2浓度超过7%）
过量 呼吸中枢（-） （吸入气中CO2浓度超过15%）
呼吸（-） CO2麻醉
动脉血中单纯PCO2、PO2、pH变化时的肺泡通气反应
两条途径：
外周途径
PCO2
（动脉血）
颈A体 主A体
化学感受器（+）窦迷N走N舌咽N呼吸延 （中髓 +）枢
概念：呼吸肌收缩舒张引起的胸廓扩大和缩小。
吸气肌：隔肌、肋间外肌 呼气肌：肋间内肌、腹肌 辅助吸气肌群：斜角肌、胸锁乳突肌等
（1）呼吸运动过程 1）吸气 2) 呼气
斜角肌 胸锁乳突肌
肋间外肌 膈肌
吸气肌
呼吸肌
肋间内肌
呼气肌 腹部 肌群
肋间 外肌
肋 间 内 肌
呼吸运动引起的胸廓容积变化
（2）呼吸运动形式
（二）肺牵张反射（黑-伯反射）
定义：由肺扩张或缩小萎陷所引起的吸气 抑制或吸气兴奋的反射性呼吸变化
肺扩张反射（pulmonary inflation reflex） 肺萎陷反射（pulmonary deflation reflex肋间外肌 经
支 肋间神经
配
呼吸中枢
迷走神经 感觉神经
HCO3 -
CA
H2CO3 Cl -
（2）氨基甲酸血红蛋白形式：7%
在组织
HbNH2 + CO2 在肺HbNHCOOH
调节因素：氧合作用
HbNHCOOH+
HbO2的酸性高，不易与CO2结合 还原Hb的酸性低，容易与CO2结合
（二）CO2解离曲线
• 表示血液中CO2 含量与PCO2 关系的曲线。 • 血液CO2 含量随PCO2上升而增加。 • 与氧解离曲线不同，二者之间接近线性关系
第七章 呼吸系统的结构与功能
呼吸：机体与外界环境的气体交换过程。
呼吸过程的三个环节：
肺呼吸 肺通气：肺泡
（外呼吸） 肺换气：肺泡
气体在血液中的运输
外界大气 肺毛细血管血液
细胞呼吸 组织换气：内环境
（内呼吸） 细胞内的有氧代谢
细胞 生化范畴
肺通气 肺换气
气体在血液 中运输
细胞呼吸
呼吸过程示意图
第一节 呼吸系统的组成和结构
（三）呼吸肌本体感受性反射 肌梭和腱器官是骨骼肌的本体感受器
（四）防御性呼吸反射
1、咳嗽反射 2、喷嚏反射
（2）肺泡表面张力与肺表面活性物质
肺表面活性物质： 降低弹性阻力 维持大小肺泡的稳定性 防止肺水肿
（3）胸廓的弹性阻力和顺应性
表 面 张 力
呼吸膜、肺泡表面张力与肺表面活性物质
肺泡上皮C：Ⅰ型
呼吸膜：毛细血管内皮C
毛细血管肌膜
组织间隙
1 μm
肺泡上皮基膜
肺泡上皮C
含表面活性物质的液体层
Ⅱ型
二软脂酰卵磷脂
外周化学感受器
中枢化学感受器
区别 外周化学感受器
中枢化学感受器
部位 颈动脉体和主动脉体 延髓腹外侧浅表部
适宜 刺激
动脉血中PO2、PCO2和 脑脊液和局部细胞外液
pH变化
中H+浓度
1. 颈动脉体>主动脉体 1. 不感受缺氧的刺激
2. 三种刺激可协同作用 2. 对CO2的敏感性高于 外周，但反应潜伏期长
肺泡牵张 感受器
膈肌
肺牵张反射（黑-伯反射）
吸气 呼气
肺扩张 肺缩小
肺泡 细支气管
传入N
牵张感受器（+）
（-）
迷走N （延N中髓枢）吸呼气气中中枢枢
传出N 躯体N
吸气肌舒张
（效应器）
吸气（-）（+） 呼气（+）（-）
吸气肌收缩
意义：负反馈作用，使吸气不至于过长。 正常人体平静呼吸时反射不明显。
切断家兔双侧迷走神经，呼吸有何变化？ 呼吸变得深而慢
量（vital capacity）。 4. 用力呼气量 ：指尽力最大吸气后再尽力尽快呼气
时，在一定时间内所能呼出的气量。 常用：1秒用力呼气量（FEV1） 5. 肺总量：1+2+3+4
（三）肺通气量和肺泡通气量
1．每分通气量：潮气量×频率
2．最大随意通气量（自学）
3．无效腔和肺泡通气量
• 无效腔： 解剖无效腔 肺泡无效腔
3. 通气血流比值=
每分肺泡通气量（VA）= 0.84 每分肺血流量（Q）
呼吸膜结构示意图
VA / Q VA / Q
肺泡无效腔 肺泡气更新率 功能性动-静脉短路 血中PO2 PCO2
通气/血流比值可能出现的三种情况
通气/血流比值可能出现的三种情况
（三）肺扩散容量 （自学）
三、组织换气
第四节 气体在血液中的运输
3. 补呼气量：平静呼气末，再用力呼出的气量。 （呼气储备量）正常成人：1000~1500 ml
4. 残气量：用全力呼气后，肺内所留的气体量。 （余气量） 正常成人：1000~1500 ml
肺容积和肺容量示意图
（二）肺容量：是肺容积中两项或两项以上的
联合气量。
1. 深吸气量（inspiratory capacity）：1+2 2. 功能残气量（functional residual capacity）：3+4 3. 肺活量：尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气
3. 动脉血pH变化的作用 小而缓慢
主要 机体缺氧时维持对呼吸 调节脑脊液中[H+]→维
作用 的驱动
持稳定的pH环境
2. CO2、H+ 和O2对呼吸的调节 （1）动脉血液中 CO2分压对呼吸的调节
A、一定范围内动脉血中的PCO2对维持呼吸和呼 吸中枢的兴奋性是必要的。
阈值：动脉血 PCO2 ≥40 mmHg
②降低中心静脉压，促进胸腔淋巴液和静脉 血回流。
（二）肺通气的阻力
1．弹性阻力
概念：弹性组织受外力作用发生变形时所产 生的对抗变形的力。
度量指标：顺应性
顺应性：指在外力作用下弹性组织的可扩张性。 顺应性 弹性阻力
（1）肺的弹性阻力与顺应性：
肺组织：弹性纤维和胶原纤维的弹性回缩力 肺泡内：液-气界面所产生的表面张力
气流速度
阻力
气流形式 层流 阻力
湍流 阻力
管径大小（呼吸性细支气管）
气道的跨壁压 肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用 神经系统对气道管壁平滑肌舒缩活动的调节 化学因素
二、肺通气功能的评价
（一）肺容积：是指肺内气体的容积
1. 潮气量：每次吸入或呼出的气量。 正常成人：400~500 ml
2. 补吸气量：平静吸气末， 再尽力吸入的气量。 （吸气储备量）正常成人：1500~1800 ml
鼻 咽
呼吸道 喉
气管 支气管
肺支气管树
导管部：细支气管
呼吸部：肺泡
呼吸部：
呼吸系统概貌
肺内支气管树
第二节 肺通气
一、肺通气的原理
（一）肺通气的动力
直接动力：肺内压和大气压之间的压力差
肺内压低于大气压 肺内压高于大气压