第四章 呼吸

肺单位的结构
肺 泡
肺泡的结构
肺泡壁的上皮细胞可以分为两种， 大多数为扁平上皮细胞(Ⅰ型细胞)，少 数为较大的分泌上皮细胞(Ⅱ型细胞)。 ฀ 在肺泡气与肺毛细血管血液之间， 含有多层组织结构，组成呼吸膜，肺泡 气经过此膜与血液进行气体交换。
肺 泡 的 结 构
呼吸膜
在电子显微镜下，呼吸膜含有： (1)肺表面活性物质； (2)液体分子； (3)肺泡上皮细胞； (4)间隙(弹力纤维和胶原纤维)； (5)毛细血管的基膜； (6)毛细血管内皮细胞。 ฀ 6层结构的总厚度仅为0.2～1.0µm，通 透性大，气体容易扩散通过。
气体分压
气体分压：指混合气体中某一气体成分构 成的压力，占混合气体总压力的百分 比，相当于该气体在总混合气体中所占 的容积百分比。฀ 空气中各气体成分 的容积百分比及分压：
O2和 CO2在液体中的溶解度
肺泡气、血液和组织内的PO2 与PCO2
血液与肺泡间的气体交换
新鲜空气不断进入肺内，肺泡内的PO2高于肺 毛细血管血液的PO2，肺泡内的PCO2低于混合 静脉血的PCO2。 ฀ O2由肺泡内扩散入静脉血，CO2由静脉血 向肺泡内扩散，使静脉血变为动脉血。 ฀ O2和CO2的扩散过程都很快，0.3 s就已 基本完成气体交换，血液流经肺毛细血管的 时间约为0.9 s，可见气体交换的时间潜力是 很大的。
呼吸道平滑肌
从气管到终末细支气管均有平滑肌组织，它 们接受植物性神经支配。 ฀ 迷走神经通过M型胆碱能受体引起平滑 肌收缩；交感神经通过β2型肾上腺能受体引 β 起平滑肌舒张。 ฀ 一些体液因素(组织胺、5-羟色胺、缓激 肽和前列腺素等)引起呼吸道平滑肌的舒缩活 动，参与呼吸道气流阻力的调节。
肺是一对含有丰富弹性组织的气囊，由 呼吸性小支气管、肺泡管、肺泡囊和肺 泡四个部分组成的功能单位。 ฀ 具有交换气体的功能，其中以肺泡 为主。
呼吸的全过程
呼吸器官及其功能
呼吸器官包括 : 呼吸道 和肺泡 呼吸道：呼吸气体进出肺的通道， ( ) 包括上呼吸道(鼻、咽、喉)和下呼吸道 (气管、支气管直至呼吸性支气管以前 ( 的终末细支气管)。 ฀ 呼吸道不具有气体交换功能，其 粘膜和管壁平滑肌具有保护和调节呼吸 道阻力等作用。
呼 吸 器 管
฀ 进出肺泡的通气量与肺通气量相等， 由于存在无效腔，肺泡更新的气量却只 是肺通气量中的一部分。 ฀ 从肺泡通气角度看，深而慢呼吸的 效率高于浅而快的呼吸。
马的呼吸频率与肺泡通气量
第三节 气体交换与运输
一、气体交换
–฀ –฀ –฀ –฀ 气体交换的动力 气体交换过程 氧的运输 二氧化碳的运输
二、气体运输
呼 吸 运 动 时 肌 肉 的 作 用
呼吸型
呼吸型可分为:胸式呼吸:主要靠肋间外 肌的舒缩活动，呼吸时胸部起伏明显。 腹式呼吸:主要靠膈肌舒缩活动，呼吸 时腹部起伏明显。胸腹式呼吸:肋间外 肌和膈肌都同等程度参与活动，呼吸时 胸腹部都有明显起伏运动。฀ 健康哺 乳动物的呼吸多属于胸腹式呼吸类型。 ฀ 认识动物正常呼吸型，有助于疾病 的诊断。
฀ 肺通气量：是指单位时间内进出肺的气体量。 ฀ 每分钟通气量：每分钟呼出或吸入的气量，即： 每分钟通气量＝潮气量×呼吸频率(次/min) ฀ “解剖无效腔”或“死腔”：鼻腔到呼吸性细支 ” “ ” 气管之前的呼吸道，无气体交换功能，是一段无效腔。 每分肺泡通气量＝(潮气量－无效腔容量)×呼吸频率 ( ) ฀ “肺泡无效腔”：进入肺泡的气体，因各种原因 ” 有一部分肺泡气不能与血液进行交换，成为无效腔。 ฀ “生理无效腔”：“解剖无效腔”与“肺泡无效 ” 腔”的合称，正常情况下生理无效腔容量与解剖无效 腔容量大致相等。
฀
呼吸频率：每分钟呼吸次数。 ฀ 呼吸频率可因种别、年龄、外界气温 以及生理状况不同而变化。
呼吸音：呼吸运动时气体通过呼吸道和 出入肺泡时，与其摩擦产生的声音。 ฀ 临床工作中对喉音、气管音和肺泡 音等均有具体描述。 ฀ 常在胸廓的表面或颈部气管附近听 取呼吸音，提供诊断材料。
呼吸中胸膜腔内压的变化
血液与组织间的交换
组织细胞在代谢中不断消耗O2，产生 CO2，使组织中的PO2低于动脉血， PCO2则高于动脉血。฀ 顺着压力梯度 扩散，O2进入组织，CO2进入动脉血， 流经组织的动脉血又变为静脉血。
气 体 交 换 过 程
影响肺换气的因素
呼吸膜的厚度：正常情况下，呼吸膜很薄 (0.1µm)，通透性大，红细胞与呼吸膜的距离 很近，有利于气体交换。฀ 换气肺泡数量： 平静呼吸时，参与换气活动的肺泡约占总肺 泡量的55％左右，剧烈运动时有更多储备状 态的肺泡参与换气活动，增加了肺泡换气面 积。฀ 通气/血流比值：是指每分钟肺泡通 气量(VA)和每分钟血流量(Q)之间的比值。正 常情况下，VA/Q约为4.2/5＝0.84。
余气量与机能余气量
余气量：指在竭尽全力呼气之后，仍剩留在 肺内的气量，是任凭如何用力也无法将其呼 出的。 ฀ 机能余气量：余气量与补呼气量之和。 机能余气量约4倍于潮气量，大动物约为 8ml/kg体重，小动物约为10 ml/kg体重。 ฀ 机能余气量的生理意义：缓冲呼吸过程 肺泡气中PO2、PCO2的剧烈变化，避免肺泡 气和动脉血中PO2、PCO2随呼吸运动而发生 周期性的大幅度波动。
胸膜腔内压 ฀ 胸内负压的形成原理 ฀ 胸内压负压的生理意义
胸膜腔内压：指胸膜腔内的压力，也称胸内 压。可用连有检压计的针头刺入胸膜腔内直 接测定胸内压。 无论在吸气还是呼气过程，胸内压始终是低 于大气压，即为负压。
胸膜腔内压的测定方法
胸内负压是加在胸膜表面的 压力间接形成
胸内压＝肺内压－肺回缩力 ฀ 在吸气之末和呼气之末，肺内压等 于大气压，则： 胸内压＝大气压－肺回缩力 ฀ 以一个大气压作为生理零位标准， 则：胸内压＝－肺回缩力
呼 吸 膜 的 组 成 与 构 构
呼 吸 膜 的 结 构
肺泡表面张力
肺泡上皮内表面分布有极薄的液体层，与肺 泡气体形成气-液表面。液体分子间的吸引力 产生表面张力，使液体表面有收缩的倾向， 使肺泡趋向回缩，并与肺泡壁含有的弹力纤 维的回缩作用共同构成肺泡的回缩力。 ฀ 按照拉普拉斯定律，液泡的回缩力(P)与 表面张力(T)成正比，与液泡半径(r)成反比， 即：P = 2T/r。
肺总量和肺通气
肺总量:表示肺(包括呼吸道)能够容纳气 体的量，其大小决定于呼吸运动的深浅。 由肺活量和余气量组成。 ฀ 肺通气量:指单位时间内进出肺的 气体量。 ฀ 肺通气量比肺总量能更好地反映肺 的通气功能。
肺活量
肺活量：指作最大吸气后再尽力呼气， 所能呼出的最大气量。包括潮气量、补 吸气量和补呼气量。a.潮气量：平静呼 吸时，每次吸入或呼出的气量。b.补吸 气量：平静吸气之后，以最大限度的加 强吸气，所能再吸入的气量，又称吸气 储备量。c.补呼气量：平静呼气之后再 竭力深呼，所能再呼出的气量，又称呼 气储备量。
平静呼吸时，主要的吸气肌是肋间外肌和膈肌
主要过程： 肋间外肌收缩 胸腔横径增大 膈肌收缩 胸腔前后直径延长฀ 胸廓容积扩大，肺容积增大，肺内压低 于大气压，外界气体进入肺内。
平静呼吸时，呼气动作是被动的 简要过程：肋间外肌和膈肌由于舒张而 自动复位，胸廓容积缩小，肺容积变 小，肺内压高于大气压，气体被排出体 外；฀ 用力呼吸时，肋间内肌和腹部肌群是主 要的呼气肌群。这时的呼气动作是一种 主动的过程。
第四章 呼 吸
第一节 第二节 第三节 第四节 呼吸的过程和呼吸器官 肺通气原理 气体交换与运输 呼吸的调节
第一节 呼吸的过程和呼吸器官
一、呼吸过程
–฀ –฀ –฀ –฀ –฀ 外呼吸 内呼吸 气体运输 呼吸道 肺泡
二、呼吸器来自百度文库及其功能
呼吸过程
呼吸：有机体与外界环境之间进行的气 体交换过程。 ฀ 高等动物的呼吸过程包括三个环节， 即外呼吸、内呼吸和气体运输。
不同大小的液泡内压与气流方向
肺泡表面活性物质的作用
动态地稳定肺泡容量：吸气时肺泡处于扩张 状态，肺泡壁表面积增大，DPPC被分散稀释 成一层极薄的分子层，降低表面张力的作用 减弱，肺泡回缩力增加，避免因吸气而使肺 容量过分增大；呼气时肺泡容积缩小，DPPC 密集成分子浓度较大的液层，大大增强了对 抗表面张力的作用，使肺泡的回缩力量减少， 防止因呼气而使肺泡容量过小。 ฀ 保持肺泡内相对“干燥”的环境：肺泡 “ ” 的表面张力，具有吸引肺毛细血管内液进入 肺泡的作用，诱发肺泡积液，DPPC可以避免 发生这一现象。
大型动物不同肺泡毛细血管血流量的差异
影响组织换气的因素
呼吸膜厚度、代谢细胞的数量、代谢细胞 数与血流的比值，影响同上。฀ 受组 织代谢水平和组织血流量的影响。代谢 水平和血流量影响PO2、PCO2，从而影 响气体扩散和组织换气功能。
气体运输
运输方式：物理溶解和化学结合。 ฀ 物理溶解是最终实现气体交换的必 经步骤，即： 物理溶解฀ 化学结合฀ 物理溶解
氧合血红蛋白的生成与解离
每个血红蛋白由一个珠蛋白分子和4个 血红素组成。每个血红素由一个Fe2+和 吡咯基组成。 ฀ “氧合”：O2进入血液与红细胞中 ” Hb的Fe2+结合。不发生电子转移，不是 氧-还反应, 受PO2的影响。 Hb+ O2฀ HbO2 ฀ HbO2呈鲜红色，动脉血中含量高； HHb呈暗红色，静脉血中含量高。
气体交换
交换的部位： 肺换气：肺泡与其周围毛细血管之间的气 体交换。 组织换气：血管与组织液之间的气体交 换。฀ 呼吸气体的换气是通过气体分 子的扩散运动实现，其动力来源于不同 气体分压之间的差值。
气体分压
气体分压：指混合气体中某一气体成分 构成的压力，占混合气体总压力的百分 比，相当于该气体在总混合气体中所占 的容积百分比。
氧的化学结合运输
血液中氧主要与血红蛋白Hb结合，以氧合血 红蛋白(HbO2)的形式存在于红细胞。 ฀ 氧容量：每100ml血液中，血红蛋白结合 O2的最大值。氧容量大小受Hb浓度的影响。 ฀ 氧含量：在一定氧分压下，血红蛋白实 际结合O2的量。氧含量高低受PO2的影响。 ฀ 氧饱和度：氧含量与氧容量的百分比。 正常情况下，动、静脉血的氧饱和度分别为 97.4％、75％，氧含量分别为19.4 ml％、 14.4m1％。
胸腔负压的生理意义
(1)保持肺泡膨隆状态：负压对肺有牵拉作用， 使肺泡保持膨隆状态，能持续地与周围血液 进行气体交换。 (2)影响胸腔内各器官组织：
– ฀ 负压作用于心脏和腔静脉，促进静脉血和淋 巴液的回流和右心的充盈。 – ฀ 负压作用于食管，有利于动物在呕吐和反刍 时胃内容物的逆呕。
气胸：当胸腔因某种原因使密闭性破坏，外 界气体进入胸膜腔，形成气胸。肺因自身的 弹性回缩力而萎陷，丧失通气功能。
外呼吸：又称肺呼吸，包括： (1)肺通气：外界与肺泡之间的气体交换； (2)肺换气：以及肺泡与其周围毛细血管血液 之间的气体交换。 ฀ 内呼吸：指组织液与组织毛细血管血液 之间的气体交换，在组织中进行，又叫组织 呼吸或组织换气。 ฀ 气体运输：通过血液循环，从肺泡摄取 的O2运送到组织细胞，同时把组织细胞产生 的CO2运送到肺。
呼 吸 器 官 的 位 置
呼 吸 道 的 结 构
呼吸道粘膜的作用
呼吸道粘膜具有丰富的毛细血管网，分泌粘 液，加温和湿润吸入的空气，粘着尘粒等异 物，通过纤毛运动将异物推近至咽喉部，被 咳出或被吞咽。฀ 呼吸道粘膜上含有各种 感受器，感受有刺激性或有害气体和异物的 刺激，引起咳嗽、喷嚏等保护性反射，加以 排除。฀ 呼吸性细支气管、肺泡管、肺泡 的巨噬细胞吞噬异物颗粒或细菌；粘膜分泌 物中的免疫球蛋白，起防止感染和维持粘膜 完整性。
第二节肺通气原理
一、呼吸运动
–฀ –฀ –฀ –฀ –฀ –฀ –฀ 吸气动作和呼气动作 呼吸型、呼吸频率和呼吸音 胸膜腔内压 胸内压负压的形成原理 胸内压负压的生理意义 肺总量 肺通气量
二、呼吸中胸膜腔内压的变化
三、肺总量和肺通气量
呼吸运动
呼吸运动由吸气动作和呼气动作构成， 依赖于呼吸肌的节律性舒缩活动。 ฀ 呼吸肌包括两组作用相反的肌群， 即吸气肌群和呼气肌群。 ฀ 平静呼吸时，主要的吸气肌是肋间 外肌和膈肌。 ฀ 用力呼吸时，肋间内肌和腹部肌群 是主要的呼气肌群。