气体运输和呼吸调节
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第七章 呼吸
形成因素
肺 内 压 肺 回 缩 力
(大 气 压 )
(肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力) 肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力) 迫使脏层胸膜回位
脏层胸膜外移使肺扩张
两个方向相反的力代数和 胸内压＝大气压－ 胸内压＝大气压－肺回缩力 胸内压＝ 胸内压＝0－肺回缩力
结论
胸膜腔内负压是肺回缩力引起的
(5)生理意义 (5)生理意义
第五章
概 第一节 第二节 第三节 第四节 肺
呼 吸
述 通 气
气 体 交 换 气 体 运 输 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：机体与外界环境之间的气体交换过程。
第一节
肺
通
气
一、肺通气原理 （一）肺通气的动力 收 缩
吸 气
肌 舒 张
胸 扩 张 肺 扩 张
原动力: 原动力:呼吸运动 直接动力: 直接动力:肺内压与大气压 间的压力差。 间的压力差。
第二节
一、气体交换的原理
气体交换
原理： 原理：扩散 动力： 动力：膜两侧的气体分压差 条件：气体理化特性、膜通透性和面积、 条件：气体理化特性、膜通透性和面积、分压差 速率： 扩散速率（ 速率：= 扩散速率（D） 分压差×温度×气体溶解度×扩散面积 分压差×温度×气体溶解度× = 扩散距离× 扩散距离×√分子量
2.非弹性阻力 气道阻力 2.非弹性阻力——气道阻力 非弹性阻力
⑴气道阻力特点
①只在呼吸运动时产生 流速快→ 流速快→阻力大 ②与气体流动形式有关 层流→ 层流→阻力小 湍流→ 湍流→阻力大 ③与气道半径的4次方成反比 与气道半径的4 R∝1／ （R∝1／r4）
⑵影响气道阻力的因素
①跨壁压 跨壁压大,阻力↓ 跨来自压大,阻力↓(4)特点 (4)特点
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〕
气体在血液运输,呼吸运动调节
14
CO2的运输
物理溶解5％
CO2运输形式 化学结合95％ 氨基甲酰血红蛋白7％
碳酸氢盐88％
16
17
18
氨基甲酰Hb
氨基甲酰Hb：CO2与Hb的氨基结合
HbNH2O2 + H+ + CO2 在组织 在肺 特点： 1、不需酶催化 2、反应迅速、可逆 3、氧合反应 4、HbO2与CO2的结合能力比去氧Hb小 生理意义：虽然仅占运输量的7%，肺排出的CO2有17.5％ 是由氨基甲酰血红蛋白释放的 HHbNHCOOH + O2
人工 脑脊液
H+不变 +
脑脊液中
分 析
H+浓度
中枢化学感受器
脑脊液中 PCO2
动脉血中PCO2升高
血脑屏障 中枢 化学 感受器
CO2
＋ H2 O
碳酸酐酶
+ H
H2CO3 HCO3
－
小结：
CO 2 PP CO 2
中枢化学 中枢化学 中枢化学 感受器 感受器 感受器
P O 2 PO 2
H+浓度 H+浓度
6
氧解离曲线
表示PO2与血氧饱和度之间关系的曲线，不 同PO2下Hb和O2结合情况或HbO2的解离情况
理论基础： Hb的变构—紧密型&疏松型
表示随PO2不同，O2与Hb的分离或结合情况
表示PO2与Hb氧结合量（ Hb 氧饱和度）的关系
7
氧离曲线特点及意义
上段：PO2（60-100mmHg） 比较平坦，Hb和O2结合部分 中段：PO2（60-40mmHg） PO2变化对Hb氧饱和度影响不大 比较陡， HbO2释放O2部分（1L血 动脉血 PO2不低于 释放50mlO2 ） 60mmHg可结 合足够 O 2供机体需要。不发生明 下段： PO 2（40-15mmHg） 组织利用氧（氧利用系数）25% 显的低氧血症 O，恰好满足机体安静 2储备部分 最陡部分， 释放250mlO 2 状态下每分钟耗氧量 PO2稍下降，HbO2明显下降
生理学第五章 呼吸生理
中具有重要意义。
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
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
动物生理学-6-呼吸
(二) 肺通气量和肺泡通气量 ⒈肺通气量 每分钟吸入或呼出的气体总量， ＝潮气量×呼吸频率(次/分) = 6～9 L/min 最大随意通气量=最大限度潮气量×最快呼吸频 率(次/分) = 70～150 L/min（即最大通气量）
通气贮存量百分比=最——大—通—气——量—-—每—分——通—气——量— ×100%
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。
——————O—2、——CO—2—扩—散—速——率—（——D—）—的—比——较——————————————— 分子量 血浆溶解度 肺泡气 A血 V血 D
——————————————————————————————————————
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。
（2）呼吸运动的形式: 根据参与呼吸的呼吸肌的主次、多少和用力
程度，将呼吸运动分为不同的形式： 1）按呼吸深度分:平静呼吸和用力呼吸；平
静呼吸频率:成人:12～18次/分 2）按动作部位分:胸式呼吸、腹式呼吸和混
交感N→NE+β2受体→舒张→气道阻力↓ (拟交感药物治疗哮喘)
注:体液因素(组织胺、5-HT、缓激肽等)→强烈收缩
肺泡：肺换气的主要场所
呼吸肌：与肺通气的动力有关
胸膜腔：其负压与肺扩张有关
一、肺通气的原理 （一）肺通气的动力
1.呼吸运动动
呼吸肌的收缩和舒张引起的 胸廓节律性的扩大和缩小， 称为呼吸运动（respiratory movement)。
胸廓容积缩小, 肺被动缩小
肺内压＜大气压， 气体经呼吸道入肺
肺内压＞大气压， 气体经呼吸道出肺
呼吸作用的过程与影响因素
呼吸作用的过程与影响因素呼吸是生物体的基本生命活动之一，通过呼吸作用，生物体能够吸入氧气，排出二氧化碳，以维持正常的新陈代谢。
本文将详细介绍呼吸作用的过程以及影响呼吸作用的因素。
一、呼吸作用的过程1. 气体交换：呼吸过程中的第一步是气体交换。
通过呼吸器官（例如肺部、鳃、气孔等），生物体吸入空气中的氧气，同时将体内产生的二氧化碳排出体外。
在人类中，这个过程主要通过肺部实现。
2. 气体运输：吸入的氧气通过呼吸系统进入血液，与血红蛋白结合形成氧合血红蛋白，然后通过血液循环运输到身体各个组织和细胞，以满足其对氧气的需求。
3. 细胞呼吸：氧合血红蛋白在组织和细胞中释放氧气，同时，细胞通过代谢产生二氧化碳。
这些二氧化碳通过血液循环重新运回呼吸器官，准备排出体外。
4. 排出二氧化碳：呼吸作用的最后一步是将体内产生的二氧化碳排出体外。
通过呼吸器官，生物体将二氧化碳从血液中转移到外部环境中。
二、影响呼吸作用的因素1. 温度：温度对呼吸作用有着明显的影响。
一般来说，温度越高，生物体的呼吸作用速率越快；相反，温度越低，呼吸作用速率越慢。
这是因为温度变化会影响生物体的新陈代谢速率，进而影响呼吸作用过程。
2. 氧气浓度：氧气浓度是呼吸作用最为直接的影响因素之一。
当环境中的氧气浓度降低时，生物体吸入的氧气量减少，导致呼吸作用减弱。
在高海拔地区或者封闭空间中，由于氧气浓度较低，生物体需要通过适应机制来增加氧气的吸入和利用效率。
3. 活动水平：活动水平是影响呼吸作用的重要因素之一。
较大的活动量会导致身体需要更多的能量，也就意味着需要更多的氧气供应。
因此，在运动过程中，人体的呼吸作用会加强，以满足能量需求。
4. 生理状态：生理状态也会对呼吸作用产生影响。
例如，当人体处于兴奋、紧张或激动状态时，呼吸率会加快；相反，当人体处于休息或睡眠状态时，呼吸率会减慢。
此外，某些生理状况，如疾病或怀孕，也会对呼吸作用产生一定的影响。
5. 年龄和健康状况：年龄和健康状况是影响呼吸作用的重要因素。
人体呼吸的四个过程及原理
人体呼吸的四个过程及原理人体呼吸是生命活动中的重要组成部分，它涉及氧气进入体内并二氧化碳排出体外的过程。
这一过程由四个主要步骤组成：外呼吸、气体运输、内呼吸和组织换气。
下面将详细介绍这四个过程及其原理。
一、外呼吸外呼吸包括肺通气和肺换气两个子过程。
肺通气是指空气进入肺部的过程，主要由呼吸肌的收缩和舒张驱动。
当呼吸肌收缩时，胸腔扩大，肺内压降低，空气被吸入肺部；当呼吸肌舒张时，胸腔缩小，肺内压升高，空气从肺部排出。
肺换气则是指肺泡内的气体与血液之间的交换过程。
氧气从肺泡进入血液，而二氧化碳从血液释放到肺泡。
这一过程依赖于肺泡膜两侧的气体分压差和气体的溶解性。
二、气体运输气体运输是指氧气和二氧化碳在血液中的运输过程。
氧气主要与血红蛋白结合形成氧合血红蛋白，在血液中运输至全身组织细胞。
而二氧化碳则以溶解状态和碳酸氢盐形式在血液中运输。
血红蛋白与氧气的结合是一个可逆过程，其结合程度取决于血液中的氧分压。
当氧分压升高时，血红蛋白与氧气的结合增加；当氧分压降低时，血红蛋白释放氧气。
这种特性使得血红蛋白能够在肺部高效地摄取氧气，并在组织细胞处释放氧气。
三、内呼吸内呼吸是指组织细胞与血液之间的气体交换过程。
在这一过程中，氧气从血液进入组织细胞，而二氧化碳从组织细胞释放到血液。
这一过程依赖于组织细胞膜两侧的气体分压差和气体的溶解性。
内呼吸的效率受到多种因素的影响，如组织细胞的代谢率、血液循环速度和血液与组织细胞之间的接触面积等。
当这些因素发生变化时，内呼吸的速率和效率也会相应调整以适应身体的需要。
四、组织换气组织换气是指组织细胞内的气体交换过程。
在这一过程中，组织细胞通过细胞膜上的离子泵和转运蛋白将氧气和营养物质运入细胞内，同时将二氧化碳和代谢废物运出细胞外。
这一过程对于维持组织细胞的正常代谢和功能至关重要。
综上所述，人体呼吸的四个过程包括外呼吸、气体运输、内呼吸和组织换气。
这些过程相互协调，共同维持着人体内部环境的稳定和生命活动的正常进行。
【医学学习】肺通气-肺换气和组织换气-呼吸运动的调节
胸廓弹性阻力
非弹性阻力: 气道阻力、惯性阻力、粘滞阻力 （30％）
1.弹性阻力和顺应性
弹性阻力（R）——…对抗…变形的力。 顺应性（C）——…发生变形的难易程度。
顺应性与弹性阻力成反变关系。
顺应性大，表明弹性阻力小，容易扩张。
(1)肺的弹性阻力和顺应性
★肺的弹性阻力是吸气的__阻__力__。
肺容积变化(△V) 肺顺应性(C) = ————————
液体层
肺泡表面张力：
根据Laplace定律： P＝2T/r
假设两肺泡的T不变，
式中 ra= 2rb 则 Pa＝1/2 Pb
a
ra=0.01cm
b
rb=0.005cm
肺表面活性物质(Pulmonary Surfactant)
Ⅰ型肺泡 上皮细胞
Ⅱ型肺泡 上皮细胞
表面活性物质
肺泡腔
肺表面活性物质的组成
呼吸形式
呼吸 频率
潮气量 肺通气量
肺泡通气量
平静呼吸 16 深慢呼吸 8 浅快呼吸 32
500 1000 250
8000 （500－150）×16＝5600 8000 （1000－150）×8＝6800 8000 （250－150）×32＝3200
【医学学习】
呼吸
（Respiration）
呼吸：
机体与外界环境之间的气体交换过程。
组织
肺
细胞
O2
血液 O
CO
循环 2 CO
2 2
肺通气
肺换气 气体在血液
中的运输
外呼吸
组织换气 细胞内 代谢
内呼吸
提纲
• 第一节 肺通气 • 第二节 肺换气和组织换气 • 第三节 气体在血液中的运输 • 第四节 呼吸运动的调节
非弹性阻力: 气道阻力、惯性阻力、粘滞阻力 （30％）
1.弹性阻力和顺应性
弹性阻力（R）——…对抗…变形的力。 顺应性（C）——…发生变形的难易程度。
顺应性与弹性阻力成反变关系。
顺应性大，表明弹性阻力小，容易扩张。
(1)肺的弹性阻力和顺应性
★肺的弹性阻力是吸气的__阻__力__。
肺容积变化(△V) 肺顺应性(C) = ————————
液体层
肺泡表面张力：
根据Laplace定律： P＝2T/r
假设两肺泡的T不变，
式中 ra= 2rb 则 Pa＝1/2 Pb
a
ra=0.01cm
b
rb=0.005cm
肺表面活性物质(Pulmonary Surfactant)
Ⅰ型肺泡 上皮细胞
Ⅱ型肺泡 上皮细胞
表面活性物质
肺泡腔
肺表面活性物质的组成
呼吸形式
呼吸 频率
潮气量 肺通气量
肺泡通气量
平静呼吸 16 深慢呼吸 8 浅快呼吸 32
500 1000 250
8000 （500－150）×16＝5600 8000 （1000－150）×8＝6800 8000 （250－150）×32＝3200
【医学学习】
呼吸
（Respiration）
呼吸：
机体与外界环境之间的气体交换过程。
组织
肺
细胞
O2
血液 O
CO
循环 2 CO
2 2
肺通气
肺换气 气体在血液
中的运输
外呼吸
组织换气 细胞内 代谢
内呼吸
提纲
• 第一节 肺通气 • 第二节 肺换气和组织换气 • 第三节 气体在血液中的运输 • 第四节 呼吸运动的调节
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(2)T↓→H+的活度↓→氧离难 如：低温麻醉时，应防组织缺O2 冬天，末梢循环↓，氧离难→局部红、易冻伤
3. 2,3-DpG
DpG↑ →氧离曲线右移 DpG↓ →氧离曲线左移
高原缺氧： RBC无氧代谢↑→DpG↑→氧离易，低02适应 大量输入冷冻血： DpG↓→氧离曲线左移→氧离难
4. Pco↑：
三、呼吸运动的反射性调节
(一)肺牵张反射(黑-伯反射，pulmonary stretch
reflex) 指肺扩张或缩小引起的吸气抑制或兴奋的反射。 包括肺扩张、肺缩小反射。 迷走神经
1.肺扩张反射(pulmonary inflation reflex) ：
• 感受器：气管到细支气管的平滑肌中
传入神经：迷走N • 适宜刺激：呼吸道受牵拉 中枢：延髓
②CO2兴奋呼吸的中枢途径是通过H+的间接作用；
③CO2兴奋呼吸的外周途径虽然为次，但当动脉 血Pco2突然增高或中枢化学感受器对CO2的敏感性 降低时，起着重要作用。
⑵ H+的影响
[H+]↑→呼吸加强 [H+]↓→呼吸抑制 [H+]↑↑→呼吸抑制 机制:类似CO2
特点: ①外周与中枢两条途径， 中枢敏感性为外周25倍， 但通过血脑屏障较慢 ②[H+]↑对呼吸的调节 作用＜PCO2↑； ③[H+]↑↑→呼吸↑→CO2排出过多→PCO2↓ →限 制了对呼吸的加强作用→呼吸抑制甚至停止
1.O2与Hb结合的氧合作用对CO2运输的影响
HbNH2O2
+H++CO
在组织
2
在肺脏
HHbNHCO2释放出O2而成为HHb，促使血 液摄取并结合CO2 （波尔效应）； 在肺中，Hb与O2结合，促使CO2释放(何尔登效应)。 O2和CO2的运输相互影响。
2.PCO2差对CO2运输的影响
教学目标：
1. 了解氧和二氧化碳在血液中运输的形式 2. 掌握氧离曲线的意义和影响因素 3. 了解呼吸中枢有哪些 4. 掌握化学因素对呼吸运动的调节
第三节 气 体 运 输
一、运输形式:
（一）物理溶解:气体直接溶解于血浆中 特征:①量小； ②溶解量与分压呈正比 （二）化学结合:气体与某些物质进行化学结合 特征:①量大 ②主要运输形式。 物理溶解
化 学 感 受 性 反 射 调 节
1. 化学感受器(chemoreceptor)
⑴ 中枢化学感受器
①部位：延髓腹外侧浅表部位, 左右对称, 分嘴中尾三区 ②适宜刺激：脑脊液和局部细胞外液的 H+。但H+不易透过 血脑屏障， 因此主要感受血液中的CO2，有延迟。 ③作用：调节脑脊液的[H+]。
⑵ 外周化学感受器
延髓有呼吸节律基 本中枢 脑干呼吸有关核团（左）和在不同平面横切脑干后
呼吸的变化（右）示意图 DRG：背侧呼吸组 VRG：腹侧呼吸组 NPBM：臂旁内 侧核 A、B、C、D为不同平面横切
3. 高位脑——呼吸的随意调节系统 • • • • 起源：大脑皮层、边缘系统和下丘脑 通路：皮质脊髓束、皮质-红核-脊髓束 作用：控制低位脑干呼吸神经元的作用 特点： 1、随意调节在脊髓背内侧索下行； 自主控制在脊髓背外侧索下行； 自主呼吸和随意呼吸分离 2、控制是有一定限度的。
HCO3-＋H+
(2)反应特征: ①极快且可逆，反应方向取决PCO2差，需酶催化 ②RBC膜上有Cl--HCO3-特异转运载体，Cl-转移 ③在RBC内反应, 在血浆内运输
H2CO3
CA
CO2＋H2O
CO2
CO2
CO2
细胞
肺泡
CO2在血液中的运输示意图
⒉氨基甲酰血红蛋白的形式：
(1)反应过程：
在组织
• 组成：颈动脉体和主动 脉体。 • 主动脉体在循环调节方 面较为重要，颈动脉体 主要调节呼吸。 • 适宜刺激： 对PO2↓、PCO2↑、[H+]↑ 高 度 敏 感 ( 对 PO2↓ 敏 感 ， 对O2含量↓不敏感)
舌咽N
迷走N
• 颈动脉体的结构 ①两种细胞 ②窦神经末梢：
③ I型细胞感受所处环境的PO2、PCO2、[H+]
复习思考题
1.切除外周化学感受器后，低氧对呼吸运动有何 影响？ 2.如果将无效腔增加1倍，呼吸运动会有什么变 化？其机制如何？ 3.为什么慢性阻塞性肺病患者不能吸高浓度氧？ 4.试述缺氧和CO2增多时对呼吸影响的主要机制。 5.试述长管呼吸时呼吸运动加深加快的机制。
第四节
呼 吸 运 动 的 调 节
一、呼吸中枢(respiratory
center)
中枢神经系统内产生和调节呼吸运动的神经细胞群， 分布在大脑皮层、间脑、脑桥、延髓和脊髓等部位。
1.
脊髓：
联系上位脑和呼吸 肌的中继站； 整合某些呼吸反射 的初级中枢。
2. 低位脑干
三级呼吸中枢理论：
脑桥上部有呼吸调 整中枢（抑制吸气） 脑桥中下部有长吸 中枢（兴奋吸气）
CO2＋H2O→H2CO3→H+＋HCO3-
中枢化学感受器+ 延髓呼吸中枢+
呼吸加深加快
外周化学感受器+
• 作用途径 中枢化学感受器：占80%；灵敏度2mmHg 外周化学感受器：占20%；灵敏度10mmHg
特点
①CO2兴奋呼吸的作用,以中枢途径为主；但因
脑脊液中碳酸酐酶含量很少，故潜伏期较长；
capacity)
content) saturation)
PO2↑(氧合) Hb + O2 PO2↓(氧离) HbO2
④ Hb+O2的结合或解离曲线呈S形
机制：与Hb 的变构有关： 氧合Hb 为疏松型（R型） 去氧Hb 为紧密型（T型） R型的亲O2力为T型的数百倍 即当Hb某亚基与1个O2 结合or解离后→Hb变构 →其他亚基的亲O2力 ↑ or↓ → Hb 4个亚基的协同效应→呈现S形的氧离曲线特征
HbNH2O2+H++CO2
(2)反应特征:
在肺脏
HHbNHCOOH＋O2
①反应迅速且可逆，无需酶催化； ②CO2与Hb的结合较为松散； ③反应方向主要受氧合作用的调节；
(三)CO2解离曲线
(carbon dioxide dissociation curve) 是 表 示 血 液 中 CO2 含 量 与
中枢
⑶ 低O2的影响
• 低O2对呼吸的刺激作用完全是通过外周化学感受器实 现的。对中枢的直接作用是抑制。 • 外周化学感受器对低O2适应较慢。 慢性病的给氧原则：低流量，持续给氧
3.PCO2↑、[H+]↑、PO2↓在影响呼吸中的相互作用 CO2作用提高，H+作用下降，O2作用下降
异常呼吸
陈-施呼吸（潮式呼吸）
对阻止呼气过深和肺不张等可能起一定作用。
（二）防御性呼吸反射(protective reflex) 1.咳嗽反射(cough reflex)：
感受器：喉、气管和支气管粘膜
传入神经：迷走神经。
效应：声门关闭
2. 喷嚏反射(sneeze reflex)：
感受器：鼻粘膜
传入神经：三叉神经
效应：腭垂下降
(三 )
动态平衡
化学结合
二、氧的运输
(一)物理溶解：(3%) (二)化学结合:(97%) ⒈ O2与Hb的可逆性结合:
血红 蛋白 的分 子结 构
PO2↑(氧合) Hb + O2
(暗红色)
PO2↓(氧离) (鲜红色)
HbO2
PO2↑ (氧合)
PO2↓ (氧离)
当表浅毛细血管床血液中去氧Hb达 5g/100ml以上，皮肤呈蓝紫色称紫绀 （cyanosis,一般是缺O2的标志）。
意义: 维持正常时组 织的氧供。
3.下段:15～40mmHg
坡度更陡。 表明：PO2稍有下降, 血氧饱和度 就急剧下降
释放氧15ml/100ml
下
中
上
意义: 维持活动时 组织的氧供。
★（四）影响氧离曲线的因素
P50：指氧饱和度50% 时的PO2，26.5mmHg。
●P50↑: 表明 Hb 对02的亲 和力↓（氧离易） 曲线右移 ●P50↓: 表明 Hb 对O2的亲和力↑（氧离难）, 曲线左移
因HCO3-运输形式的反应方向取决于PCO2差。
复习思考题
1.Hb氧解离曲线特征如何？其生理意义如何？ 2.影响氧解离曲线的因素有哪些？为什么？ 3.波尔效应有何生理意义？ 4.CO2运输的形式有哪些？各有何特征？ 5.影响CO2运输的因素有哪些？ 6.何尔登效应有何生理意义？ 7.为什么血PO2↑，CO2解离曲线会下移？ 8.组织代谢活动增强时，如何获得更多的O2 ， 以适应机体代谢的需要？
★（三）氧离曲线(oxygen dissociation
curve)特征及生理意义
表示血液PO2与 Hb氧饱和度 关系的曲线
1.上段60-100mmHg : 坡度较平。
上
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。
2.中段:40～60mmHg 坡度较陡。
下
中
上
表明：PO2降低能促进 大量氧离，血氧 饱和度下降显著 释放氧5ml/100ml
2. O2与Hb结合的特征:
①反应快、可逆、受PO2的影响、不需酶的催化；
②是氧合(oxygenation)，非氧化; Fe2+
③1分子Hb可与4分子O2，可逆结合;
Hb+O2结合的最大量 —— 氧容量(oxygen
100ml血 Hb+O2结合的实际量 —— 氧含量(oxygen 氧含量⁄氧容量的% ——氧饱和度(oxygen
2. CO2、H+和O2对呼吸的调节 ⑴ CO2的影响
3. 2,3-DpG
DpG↑ →氧离曲线右移 DpG↓ →氧离曲线左移
高原缺氧： RBC无氧代谢↑→DpG↑→氧离易，低02适应 大量输入冷冻血： DpG↓→氧离曲线左移→氧离难
4. Pco↑：
三、呼吸运动的反射性调节
(一)肺牵张反射(黑-伯反射，pulmonary stretch
reflex) 指肺扩张或缩小引起的吸气抑制或兴奋的反射。 包括肺扩张、肺缩小反射。 迷走神经
1.肺扩张反射(pulmonary inflation reflex) ：
• 感受器：气管到细支气管的平滑肌中
传入神经：迷走N • 适宜刺激：呼吸道受牵拉 中枢：延髓
②CO2兴奋呼吸的中枢途径是通过H+的间接作用；
③CO2兴奋呼吸的外周途径虽然为次，但当动脉 血Pco2突然增高或中枢化学感受器对CO2的敏感性 降低时，起着重要作用。
⑵ H+的影响
[H+]↑→呼吸加强 [H+]↓→呼吸抑制 [H+]↑↑→呼吸抑制 机制:类似CO2
特点: ①外周与中枢两条途径， 中枢敏感性为外周25倍， 但通过血脑屏障较慢 ②[H+]↑对呼吸的调节 作用＜PCO2↑； ③[H+]↑↑→呼吸↑→CO2排出过多→PCO2↓ →限 制了对呼吸的加强作用→呼吸抑制甚至停止
1.O2与Hb结合的氧合作用对CO2运输的影响
HbNH2O2
+H++CO
在组织
2
在肺脏
HHbNHCO2释放出O2而成为HHb，促使血 液摄取并结合CO2 （波尔效应）； 在肺中，Hb与O2结合，促使CO2释放(何尔登效应)。 O2和CO2的运输相互影响。
2.PCO2差对CO2运输的影响
教学目标：
1. 了解氧和二氧化碳在血液中运输的形式 2. 掌握氧离曲线的意义和影响因素 3. 了解呼吸中枢有哪些 4. 掌握化学因素对呼吸运动的调节
第三节 气 体 运 输
一、运输形式:
（一）物理溶解:气体直接溶解于血浆中 特征:①量小； ②溶解量与分压呈正比 （二）化学结合:气体与某些物质进行化学结合 特征:①量大 ②主要运输形式。 物理溶解
化 学 感 受 性 反 射 调 节
1. 化学感受器(chemoreceptor)
⑴ 中枢化学感受器
①部位：延髓腹外侧浅表部位, 左右对称, 分嘴中尾三区 ②适宜刺激：脑脊液和局部细胞外液的 H+。但H+不易透过 血脑屏障， 因此主要感受血液中的CO2，有延迟。 ③作用：调节脑脊液的[H+]。
⑵ 外周化学感受器
延髓有呼吸节律基 本中枢 脑干呼吸有关核团（左）和在不同平面横切脑干后
呼吸的变化（右）示意图 DRG：背侧呼吸组 VRG：腹侧呼吸组 NPBM：臂旁内 侧核 A、B、C、D为不同平面横切
3. 高位脑——呼吸的随意调节系统 • • • • 起源：大脑皮层、边缘系统和下丘脑 通路：皮质脊髓束、皮质-红核-脊髓束 作用：控制低位脑干呼吸神经元的作用 特点： 1、随意调节在脊髓背内侧索下行； 自主控制在脊髓背外侧索下行； 自主呼吸和随意呼吸分离 2、控制是有一定限度的。
HCO3-＋H+
(2)反应特征: ①极快且可逆，反应方向取决PCO2差，需酶催化 ②RBC膜上有Cl--HCO3-特异转运载体，Cl-转移 ③在RBC内反应, 在血浆内运输
H2CO3
CA
CO2＋H2O
CO2
CO2
CO2
细胞
肺泡
CO2在血液中的运输示意图
⒉氨基甲酰血红蛋白的形式：
(1)反应过程：
在组织
• 组成：颈动脉体和主动 脉体。 • 主动脉体在循环调节方 面较为重要，颈动脉体 主要调节呼吸。 • 适宜刺激： 对PO2↓、PCO2↑、[H+]↑ 高 度 敏 感 ( 对 PO2↓ 敏 感 ， 对O2含量↓不敏感)
舌咽N
迷走N
• 颈动脉体的结构 ①两种细胞 ②窦神经末梢：
③ I型细胞感受所处环境的PO2、PCO2、[H+]
复习思考题
1.切除外周化学感受器后，低氧对呼吸运动有何 影响？ 2.如果将无效腔增加1倍，呼吸运动会有什么变 化？其机制如何？ 3.为什么慢性阻塞性肺病患者不能吸高浓度氧？ 4.试述缺氧和CO2增多时对呼吸影响的主要机制。 5.试述长管呼吸时呼吸运动加深加快的机制。
第四节
呼 吸 运 动 的 调 节
一、呼吸中枢(respiratory
center)
中枢神经系统内产生和调节呼吸运动的神经细胞群， 分布在大脑皮层、间脑、脑桥、延髓和脊髓等部位。
1.
脊髓：
联系上位脑和呼吸 肌的中继站； 整合某些呼吸反射 的初级中枢。
2. 低位脑干
三级呼吸中枢理论：
脑桥上部有呼吸调 整中枢（抑制吸气） 脑桥中下部有长吸 中枢（兴奋吸气）
CO2＋H2O→H2CO3→H+＋HCO3-
中枢化学感受器+ 延髓呼吸中枢+
呼吸加深加快
外周化学感受器+
• 作用途径 中枢化学感受器：占80%；灵敏度2mmHg 外周化学感受器：占20%；灵敏度10mmHg
特点
①CO2兴奋呼吸的作用,以中枢途径为主；但因
脑脊液中碳酸酐酶含量很少，故潜伏期较长；
capacity)
content) saturation)
PO2↑(氧合) Hb + O2 PO2↓(氧离) HbO2
④ Hb+O2的结合或解离曲线呈S形
机制：与Hb 的变构有关： 氧合Hb 为疏松型（R型） 去氧Hb 为紧密型（T型） R型的亲O2力为T型的数百倍 即当Hb某亚基与1个O2 结合or解离后→Hb变构 →其他亚基的亲O2力 ↑ or↓ → Hb 4个亚基的协同效应→呈现S形的氧离曲线特征
HbNH2O2+H++CO2
(2)反应特征:
在肺脏
HHbNHCOOH＋O2
①反应迅速且可逆，无需酶催化； ②CO2与Hb的结合较为松散； ③反应方向主要受氧合作用的调节；
(三)CO2解离曲线
(carbon dioxide dissociation curve) 是 表 示 血 液 中 CO2 含 量 与
中枢
⑶ 低O2的影响
• 低O2对呼吸的刺激作用完全是通过外周化学感受器实 现的。对中枢的直接作用是抑制。 • 外周化学感受器对低O2适应较慢。 慢性病的给氧原则：低流量，持续给氧
3.PCO2↑、[H+]↑、PO2↓在影响呼吸中的相互作用 CO2作用提高，H+作用下降，O2作用下降
异常呼吸
陈-施呼吸（潮式呼吸）
对阻止呼气过深和肺不张等可能起一定作用。
（二）防御性呼吸反射(protective reflex) 1.咳嗽反射(cough reflex)：
感受器：喉、气管和支气管粘膜
传入神经：迷走神经。
效应：声门关闭
2. 喷嚏反射(sneeze reflex)：
感受器：鼻粘膜
传入神经：三叉神经
效应：腭垂下降
(三 )
动态平衡
化学结合
二、氧的运输
(一)物理溶解：(3%) (二)化学结合:(97%) ⒈ O2与Hb的可逆性结合:
血红 蛋白 的分 子结 构
PO2↑(氧合) Hb + O2
(暗红色)
PO2↓(氧离) (鲜红色)
HbO2
PO2↑ (氧合)
PO2↓ (氧离)
当表浅毛细血管床血液中去氧Hb达 5g/100ml以上，皮肤呈蓝紫色称紫绀 （cyanosis,一般是缺O2的标志）。
意义: 维持正常时组 织的氧供。
3.下段:15～40mmHg
坡度更陡。 表明：PO2稍有下降, 血氧饱和度 就急剧下降
释放氧15ml/100ml
下
中
上
意义: 维持活动时 组织的氧供。
★（四）影响氧离曲线的因素
P50：指氧饱和度50% 时的PO2，26.5mmHg。
●P50↑: 表明 Hb 对02的亲 和力↓（氧离易） 曲线右移 ●P50↓: 表明 Hb 对O2的亲和力↑（氧离难）, 曲线左移
因HCO3-运输形式的反应方向取决于PCO2差。
复习思考题
1.Hb氧解离曲线特征如何？其生理意义如何？ 2.影响氧解离曲线的因素有哪些？为什么？ 3.波尔效应有何生理意义？ 4.CO2运输的形式有哪些？各有何特征？ 5.影响CO2运输的因素有哪些？ 6.何尔登效应有何生理意义？ 7.为什么血PO2↑，CO2解离曲线会下移？ 8.组织代谢活动增强时，如何获得更多的O2 ， 以适应机体代谢的需要？
★（三）氧离曲线(oxygen dissociation
curve)特征及生理意义
表示血液PO2与 Hb氧饱和度 关系的曲线
1.上段60-100mmHg : 坡度较平。
上
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。
2.中段:40～60mmHg 坡度较陡。
下
中
上
表明：PO2降低能促进 大量氧离，血氧 饱和度下降显著 释放氧5ml/100ml
2. O2与Hb结合的特征:
①反应快、可逆、受PO2的影响、不需酶的催化；
②是氧合(oxygenation)，非氧化; Fe2+
③1分子Hb可与4分子O2，可逆结合;
Hb+O2结合的最大量 —— 氧容量(oxygen
100ml血 Hb+O2结合的实际量 —— 氧含量(oxygen 氧含量⁄氧容量的% ——氧饱和度(oxygen
2. CO2、H+和O2对呼吸的调节 ⑴ CO2的影响