第八章呼吸Respiration
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10 11 第八章 呼吸作用2
二 氧化磷酸化
1 氧化磷酸化 2 底物水平磷酸化 3 氧化磷酸化的解偶联和抑制
氧化磷酸化 在线粒体中，电子经电子 传递链传递到氧的过程，伴随自由能 的释放，用于ADP的磷酸化形成ATP。 氧化磷酸化机理 化学渗透学说。通 过线粒体膜上的ATP合酶复合物（复 合物V）合成ATP。
抗氰呼吸(放热呼吸) 末端氧化酶：细胞色素氧化酶 交替氧化酶
•是提供合成其他有机物所需的原料
•植物抗病免疫方面有着重要作用
常用的方程式
C6H12O6＋6O2＋6H2O → 6CO2＋12H2O
光合作用的逆过程
植物呼吸代谢途径
呼吸代谢过程包括底物的降解（底物氧 化）和能量产生（末端氧化）。
有氧呼吸和无氧呼吸
有氧呼吸 是指呼吸底物在有氧条件下，被 彻底氧化降解为H2O和CO2并产生大量能 量（ATP）的过程；
2 外界条件对呼吸速率的影响
（1）温度 呼吸作用有温度三基点，即最低、最适、最高点 呼吸温度最低点 大多数植物在0℃以下时已无呼 吸或仅有微弱呼吸。 冬小麦 呼吸温度最高点 一般在35-45℃。 使呼吸过程以最快的，且是持续稳定的速度进行 的温度，称为呼吸最适温度。温带植物呼吸作用 的最适温度一般在25℃-35℃之间。
膜间隙
鱼藤酮不敏感
线粒体基质
琥珀酸：UQ氧化还原酶
Cytc氧化酶
抗氰呼吸(交替途径）
在许多高等植物中，氰化物（CN-）、 叠氮化物（N3-）和一氧化碳（CO）对 呼吸的抑制作用很小，将这种对氰化物 等不敏感的呼吸作用称为抗氰呼吸（交 替途径）。
电子传递途径如下
NADH FMN-FeS UQ…………O2 FP Alternative Oxidase O2
参与生物氧化反应的有多种氧 化酶，其中处于呼吸链一系列氧化 还原反应最末端，能活化分子态氧 的酶被称为末端氧化酶(terminal oxidase)。
生理学课件之呼吸
功能：清除呼吸道异物 (五)肺的神经支配和血液循环 肺迷走神经（主要）、肺交感神经 肺循环和支气管血管
6
二、肺通气的原理 (一)肺通气的动力
直接动力 (direct force) — 肺泡气与大气之间的压 力差
原动力 (primary force) — 呼吸肌的舒缩活动 即呼吸运动 (respiratory movement)
余气量(residual volume, RV)
最大呼气末存留于肺内不能再呼出的气体量；1000-1500ml 避免肺泡萎陷
40
(二)肺容量 (lung capacity) 深吸气量(inspiratory capacity, IC)
平静呼气末作最大吸气所能吸入的气体量 潮气量+补吸气量；衡量最大通气潜力 胸廓、胸膜、肺组织、呼吸肌病变 → IC↓
23
1. 肺弹性阻力(elastic resistance)
定义：弹性体对抗外力作用所引起的变形的力 测量：本身难测, 以其倒数肺顺应性 (compliance)表示：弹性组
织在外力作用下发生变形的难易程度
CL =
1 RL =
∆∆VPLL（（肺跨容肺积压的的变变化化））(L/cmH2O)
24
比顺应性 (specific compliance) 的概念：单位肺容积下的顺应性 排除背景容量即肺总量对肺顺应性的影响
平静呼吸时的肺顺应性
比顺应性 =
功能余气量
(cmH2O)1
25
• 肺充气时曲线呈S形
• 肺充气和放气时顺应性曲
线分离，称为滞后现象（
∆V
hysteresis）；充生理盐水
长效毒蕈碱受体拮抗剂（LAMA），如噻托溴铵
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6
二、肺通气的原理 (一)肺通气的动力
直接动力 (direct force) — 肺泡气与大气之间的压 力差
原动力 (primary force) — 呼吸肌的舒缩活动 即呼吸运动 (respiratory movement)
余气量(residual volume, RV)
最大呼气末存留于肺内不能再呼出的气体量；1000-1500ml 避免肺泡萎陷
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(二)肺容量 (lung capacity) 深吸气量(inspiratory capacity, IC)
平静呼气末作最大吸气所能吸入的气体量 潮气量+补吸气量；衡量最大通气潜力 胸廓、胸膜、肺组织、呼吸肌病变 → IC↓
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1. 肺弹性阻力(elastic resistance)
定义：弹性体对抗外力作用所引起的变形的力 测量：本身难测, 以其倒数肺顺应性 (compliance)表示：弹性组
织在外力作用下发生变形的难易程度
CL =
1 RL =
∆∆VPLL（（肺跨容肺积压的的变变化化））(L/cmH2O)
24
比顺应性 (specific compliance) 的概念：单位肺容积下的顺应性 排除背景容量即肺总量对肺顺应性的影响
平静呼吸时的肺顺应性
比顺应性 =
功能余气量
(cmH2O)1
25
• 肺充气时曲线呈S形
• 肺充气和放气时顺应性曲
线分离，称为滞后现象（
∆V
hysteresis）；充生理盐水
长效毒蕈碱受体拮抗剂（LAMA），如噻托溴铵
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【医学ppt课件】 呼吸 (respiration)
① 维持大小肺泡容积稳定 P = 2T/r
▪ 小肺泡 DPPC密度大，T较小（r=1, T=25， P=50）
▪ 大肺泡DPPC密度小，T较大（r=2, T=50， P=50）
②防止肺水肿, 防止肺不张 ③降低吸气阻力
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
Pulmonary Ventilation
Peripheral Chemoreceptor
（2） H+
效应：[H+] 引起呼吸深快
机制：
肺（泡）通气量
Difficult to pass through the BBB
Central Chemoreceptor
Arterial H+
Respiratory Centre
胸内压作用：
①实现肺通气 ②利于肺换气 ③利于V血、
组织液回流
呼吸运动（原动力） 胸内压变化（间接动力） 肺内压与大气压差变化（直接动力）
肺通气
（二）肺通气的阻力
弹 性 阻 肺力 通 气 阻 力
胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关
肺泡表面张力：2/3 肺弹性阻力 肺弹性回缩力: 1/3
非 气道阻力：与气体流动形式、气道半径有关
肺扩大
吸气肌舒张
吸气 肺内压<大气压
胸廓缩小
肺缩小 肺内压>大气压 呼气
吸气肌
收缩
舒张
胸廓
扩张
缩小
肺
扩张
缩小
肺内压＜大气压 肺内压＞大气压
吸气
呼气
平静呼吸
1. 呼吸运动
呼吸肌收缩、舒张所造成的胸廓扩大 和缩小。
▪ 小肺泡 DPPC密度大，T较小（r=1, T=25， P=50）
▪ 大肺泡DPPC密度小，T较大（r=2, T=50， P=50）
②防止肺水肿, 防止肺不张 ③降低吸气阻力
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
Pulmonary Ventilation
Peripheral Chemoreceptor
（2） H+
效应：[H+] 引起呼吸深快
机制：
肺（泡）通气量
Difficult to pass through the BBB
Central Chemoreceptor
Arterial H+
Respiratory Centre
胸内压作用：
①实现肺通气 ②利于肺换气 ③利于V血、
组织液回流
呼吸运动（原动力） 胸内压变化（间接动力） 肺内压与大气压差变化（直接动力）
肺通气
（二）肺通气的阻力
弹 性 阻 肺力 通 气 阻 力
胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关
肺泡表面张力：2/3 肺弹性阻力 肺弹性回缩力: 1/3
非 气道阻力：与气体流动形式、气道半径有关
肺扩大
吸气肌舒张
吸气 肺内压<大气压
胸廓缩小
肺缩小 肺内压>大气压 呼气
吸气肌
收缩
舒张
胸廓
扩张
缩小
肺
扩张
缩小
肺内压＜大气压 肺内压＞大气压
吸气
呼气
平静呼吸
1. 呼吸运动
呼吸肌收缩、舒张所造成的胸廓扩大 和缩小。
第八章呼吸Respiration
=(潮气量 - 无效腔气量)×呼吸频率
肺通气量和肺泡通气量
呼吸频率 潮气量 肺通气量 肺泡通气量 (次/min) (ml) (ml/min) (ml/min)
16
500
8000
8
1000
8000
32
250
8000
5600 6800 3200
第二节 呼吸气体在体内的交换与运输
2.1 呼吸气体的交换
第八章 呼吸(Respiration)
呼吸： 机体与环境之间的气体交换。
外呼吸(external respiration)： 外界环境与血液在肺部实现的气体交换。
内呼吸(internal respiration)： 血液通过组织液与组织细胞之间的气体交换。
呼吸环节：
1 外呼吸 2 气体在血中的运输 3 内呼吸
1.2 肺通气原理
动力：呼吸肌的运动
吸气肌收缩
胸廓扩大
肺扩大
吸气肌舒张
吸气 大气压>肺内压
胸廓缩小
肺缩小 肺内压>大气压
呼气
呼吸肌运动(原动力) 胸内压变化(间接动力) 肺内压与大气压差变化(直接动力)
肺通气
1.3 肺容量 (pulmonary capacity)
①潮气量(tidal volume, TV)： 平静呼吸时，每次吸入或呼出的气量。400-500ml
①以HCO3-形式运输
碳酸酐酶
CO2+H2O
H2CO3
H++HCO3-
H++HbO2
组织 肺
HHb++O2
CO2+H2O +HbO2
组织 肺
HCO3-+ HHb++O2
肺通气量和肺泡通气量
呼吸频率 潮气量 肺通气量 肺泡通气量 (次/min) (ml) (ml/min) (ml/min)
16
500
8000
8
1000
8000
32
250
8000
5600 6800 3200
第二节 呼吸气体在体内的交换与运输
2.1 呼吸气体的交换
第八章 呼吸(Respiration)
呼吸： 机体与环境之间的气体交换。
外呼吸(external respiration)： 外界环境与血液在肺部实现的气体交换。
内呼吸(internal respiration)： 血液通过组织液与组织细胞之间的气体交换。
呼吸环节：
1 外呼吸 2 气体在血中的运输 3 内呼吸
1.2 肺通气原理
动力：呼吸肌的运动
吸气肌收缩
胸廓扩大
肺扩大
吸气肌舒张
吸气 大气压>肺内压
胸廓缩小
肺缩小 肺内压>大气压
呼气
呼吸肌运动(原动力) 胸内压变化(间接动力) 肺内压与大气压差变化(直接动力)
肺通气
1.3 肺容量 (pulmonary capacity)
①潮气量(tidal volume, TV)： 平静呼吸时，每次吸入或呼出的气量。400-500ml
①以HCO3-形式运输
碳酸酐酶
CO2+H2O
H2CO3
H++HCO3-
H++HbO2
组织 肺
HHb++O2
CO2+H2O +HbO2
组织 肺
HCO3-+ HHb++O2
【医学ppt课件】呼吸 respiration
➢胸式呼吸（thoracic breathing）： 由肋间外肌舒缩活动为主引起的以胸壁运 动为主要表现的呼吸运动。
三、呼吸的调节
➢ 中枢性神经调节 ➢ 化学性调节 ➢ 反射性调节
1.中枢性神经调节
呼吸中枢：脊髓、延髓、脑桥、间脑、 大脑皮质
延髓和脑桥：产生基本呼吸节律性
大脑皮质：控制呼吸运动
产生机制：
细支气管、小支气管堵塞，使空气进入发生困难
常见于： 喉头水肿、喉头异物
（二）异常呼吸型态※
4.音响异常:
（2）鼾声呼吸：呼气时发出粗糙的鼾音
机制： 气管或支气管内有较多的分泌物蓄积所致
多见于： 昏迷或神经系统疾病的患者
（二）异常呼吸型态※
5.形式异常: 胸式呼吸减弱，腹式呼吸增强
常见于：肺炎、胸膜炎、肋骨骨折、肋骨神 经痛等产生剧烈的疼痛
常见：哮喘、阻塞性肺气肿。
※ （一）异常呼吸的评估
呼吸困难:
特点：吸气、呼气均费力， 呼吸频率增加。
吸气性呼吸困难
原因：肺部病变使呼吸面积
呼气性呼吸困难 减少，影响换气功能。
混合性呼吸困难 常见：重症肺炎、大片肺不张
广泛性肺纤维化、 大量胸腔积液（气） 气胸
一、呼吸的评估
（一）常见的呼吸系统症状和体征
➢ 呼吸困难 ➢ 咳嗽、咳痰 ➢ 喘息 ➢ 胸痛 ➢ 发绀
※ （一）异常呼吸的评估
呼吸困难（dyspnea)
病人感到空气不足，表现为 呼吸费力。并有呼吸频率、节律 和深浅度的异常及呼吸肌加强收 缩的表现。可有发绀、鼻翼扇动、 端坐呼吸等。
※ （一）异常呼吸的评估
呼吸困难:
特点：吸气困难，时间延
吸气性呼吸困难
吸道 部分梗阻
三、呼吸的调节
➢ 中枢性神经调节 ➢ 化学性调节 ➢ 反射性调节
1.中枢性神经调节
呼吸中枢：脊髓、延髓、脑桥、间脑、 大脑皮质
延髓和脑桥：产生基本呼吸节律性
大脑皮质：控制呼吸运动
产生机制：
细支气管、小支气管堵塞，使空气进入发生困难
常见于： 喉头水肿、喉头异物
（二）异常呼吸型态※
4.音响异常:
（2）鼾声呼吸：呼气时发出粗糙的鼾音
机制： 气管或支气管内有较多的分泌物蓄积所致
多见于： 昏迷或神经系统疾病的患者
（二）异常呼吸型态※
5.形式异常: 胸式呼吸减弱，腹式呼吸增强
常见于：肺炎、胸膜炎、肋骨骨折、肋骨神 经痛等产生剧烈的疼痛
常见：哮喘、阻塞性肺气肿。
※ （一）异常呼吸的评估
呼吸困难:
特点：吸气、呼气均费力， 呼吸频率增加。
吸气性呼吸困难
原因：肺部病变使呼吸面积
呼气性呼吸困难 减少，影响换气功能。
混合性呼吸困难 常见：重症肺炎、大片肺不张
广泛性肺纤维化、 大量胸腔积液（气） 气胸
一、呼吸的评估
（一）常见的呼吸系统症状和体征
➢ 呼吸困难 ➢ 咳嗽、咳痰 ➢ 喘息 ➢ 胸痛 ➢ 发绀
※ （一）异常呼吸的评估
呼吸困难（dyspnea)
病人感到空气不足，表现为 呼吸费力。并有呼吸频率、节律 和深浅度的异常及呼吸肌加强收 缩的表现。可有发绀、鼻翼扇动、 端坐呼吸等。
※ （一）异常呼吸的评估
呼吸困难:
特点：吸气困难，时间延
吸气性呼吸困难
吸道 部分梗阻
植物呼吸代谢
鱼滕酮
支路二(P/O≤2)
支路一(P/O≤2)
植物中的抗氰呼吸
电子传递途径如下：
NADH FMN-FeS UQ…………O2
FP Alternative Oxidase O2
高等植物存在着氰化物不敏感的呼吸，即在氰化物存在时仍有一 定呼吸作用，称为抗氰呼吸（交替途径，alternative pathway）。 交替氧化酶(AO)：位于线粒体内膜，含铁，活性受水杨基羟肟酸等 抑制。以二聚体存在，有氧化型和还原型两种，对氧的亲和力低。
影响植物呼吸的外界因素
（1）、光照 （2）、温度 （3）、氧 （4）、二氧化碳 （5）、伤害 （6）、离子 （7）、水
光合作用，光呼吸与呼吸作用的关系 最高点：35-45℃；最适点：25℃-35℃
伤呼吸 盐呼吸 种子含水量与呼吸作用的关系
植物呼吸作用与农业生产的关系
1.种子贮藏与呼吸作用 油料种子含水量在8％～9％，淀粉种子含水量在12％～14％。
（4）G-6-P脱氢酶活性调节: 受NADPH/NADP+比值调节； 比值高，该酶活性被抑制。
（5）光下叶绿体中PPP被抑制。
能量产生
细胞色素呼吸链
植物细胞色素呼吸链支路
植物线粒体中，存在特殊的NAD(P)H氧化酶，对NADH亲和力远低于complex I。支路一：在线粒体内膜的外侧，存在NAD( P)H脱氢酶(单亚基，受Ca2+激 活)， 将胞质中的NADH或NADPH电子传递给UQ。 支路二：特殊的NAD(P)H 脱氢酶，在线粒体内膜内侧存在鱼藤酮不敏感的NAD( P)H氧化途径 。
果实贮藏时，设法抑制呼吸高峰出现，防止其变软。食用时， 可用乙烯诱导呼吸高峰出现。
蔬菜和果实贮藏： 适当低温；2％ ~ 3％氧气；3％~5％CO2。
生理学呼吸respiration
肺容积变化(△P)
肺顺应性＝ ──────── = 跨肺压的变化(△P)
0.2L/cmH2O
胸腔容量变化(△P)
胸廓顺应性＝ ──────── = 跨胸壁压变化(△P)
0.2L/cmH2O
影响弹性阻力的因素:
①肺充血、肺不张、表面活性物质减少、 肺纤维化和感染等原因→肺弹性阻力↑(肺顺 应性↓)→吸气困难。
胸内压的生理意义：
①纽带作用:耦联肺通 气与呼吸运动 ②维持肺的扩张状态 ③有利于静脉血和淋 巴液回流
小结: 呼吸运动（原动力）
胸内压变化（间接动力） 肺内压与大气压差变化（直接动力）
肺通气
（二）肺通气的阻力 肺弹性回缩力:1/3
肺弹性阻力
弹性阻力
肺泡表面张力:2/3
通气的阻力 （70%） 胸廓弹性阻力
②防止肺水肿。
③ 减小吸气阻力， 防止肺不张。
临床： ●成人肺炎、肺血栓等→表面活
性物质↓→肺不张。 ●6～7个月胎儿才开始分泌表面
活性物质，故早产儿可因缺乏表面 活性物质而发生肺不张和新生儿肺 透明膜病→呼吸窘迫综合征。
2.胸廓的弹性阻力 胸廓的弹性阻力则是由胸廓的弹性组织所
形成。胸廓的弹性阻力的作用方向，则视胸廓 扩大的程度而异:
⑵影响气道阻力的因素：
①跨壁压：呼吸道内压力高→跨壁压大→管 径被动扩大→阻力↓。
②肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用： 小气道的弹性组织对无软骨支持的细支气管保 持通畅。
③气道管壁平滑肌舒缩活动： 迷走N→Ach + M受体→收缩→气道阻力↑ 交感N→NE +β2受体→舒张→气道阻力↓ 非NE非Ach共存递质的调制(如神经肽）
①胸廓处于自然位置时(肺容量≈67％)， 不表现有弹性回缩力；
《呼吸Respiration》PPT课件
整理ppt
46
一、 气体交换的原理
1. 动力——压力差/分压差
海平面空气，肺泡气，血液和组织内O2和CO2的分压（mmHg）
空气
肺泡气
动脉血
混合静 脉血
组织
PO2 159 104
100
40
30
PCO2 0.3
40
40
46
50
整理ppt
47
2. 气体的分子量和溶解系数
O2扩散速度 =
CO2扩散速度
① 肺泡II型细胞 合成分泌
② 主要成分： DPPC
二棕榈酰软磷 脂
③ 作用：降低肺 泡表面张力
整理ppt
27
3. 肺表面活性物质 pulmonary surfactant
生理意义：
① 增加肺顺应性， 减少吸气阻力
② 减少肺组织液生 成，防止肺水肿
③ 增加肺泡稳Leabharlann 性临床：早产儿—— NRDS 成 人—— 肺不张
PGF2，PGE2等
整理ppt
35
(二）肺通气的阻力
静态阻力 —— 弹性阻力
肺的弹性回缩力 胸廓的弹性回缩力
动态阻力
惯性阻力 气道阻力 粘滞阻力
整理ppt
36
整理ppt
37
二、肺容量与肺通气量
(一) 肺容量
静态肺容量 static lung volume
动态肺容量 dynamic lung volume
肺泡液-气界面表面张力 2/3
整理ppt
24
肺表面张力 表面张力：液体分子间在表面单位长度上产生
的回缩力 (N/m)
表面张力系数 T=L
液面周界长度
整理ppt
呼吸
稍有变化，血氧饱和度有很大变化，代表 氧合血红蛋白可以继续释放氧，有利 于代谢增强时组织供氧。
影响氧解离曲线的因素:1.酸度（PH值和PCO2）
PH值↓和PCO2↑，氧解离曲线右移, Hb与 波 O2亲和力下降 尔 效 PH值↑和PCO2 ↓ ，氧解离曲线左移, Hb 应 与O2亲和力增加 波尔效应意义：既可 促进肺毛细血管血液
用力肺活量(FVC) 检测 方法 正常值 意义 一次最大吸气后尽力 尽快呼气呼出的最大 气量 正常成人 用力肺活量<肺活量 用力呼气量或时间肺活量 （FEV） 一次最大吸气后尽力尽快呼 气时，在一定时间内所能呼 出的气量 第一秒呼出肺活量的80%以 上(主要)，用FEV1表示
临床上用FEV1/FVC考核通气功能损害的程度和鉴别 阻塞通气障碍和限制性通气障碍。 限制性通气障碍（肺纤维化）： FEV1↓，FVC↓,FEV1/FVC>80%; 阻塞性通气障碍（哮喘）： FEV1↓↓, FVC↓,因此FEV1/FVC<80%
C、补呼气量(expiratory reserve volume)： 平静呼气末，再尽力呼气所能呼出的气量, 900-1200ml。 D、余气量或残气量(residual volume)： 最大呼气末残留于肺中不能再呼出的气量， 1000-1500ml。
肺容量(pulmonary capacity):是肺容积中两相或 两相以上的联合气量。
3.通气/血流比值(ventilation/perfusion ratio)
①
每分肺泡通气量（VA）
足够的肺泡通气量是维持肺泡中一定氧 分压的必要前提。
②
每分肺血流量(Q)
肺血流量不足→ O2、CO2进出异常→肺换 气功能障碍。
通气/血流比值(ventilation/perfusion ratio)=
影响氧解离曲线的因素:1.酸度（PH值和PCO2）
PH值↓和PCO2↑，氧解离曲线右移, Hb与 波 O2亲和力下降 尔 效 PH值↑和PCO2 ↓ ，氧解离曲线左移, Hb 应 与O2亲和力增加 波尔效应意义：既可 促进肺毛细血管血液
用力肺活量(FVC) 检测 方法 正常值 意义 一次最大吸气后尽力 尽快呼气呼出的最大 气量 正常成人 用力肺活量<肺活量 用力呼气量或时间肺活量 （FEV） 一次最大吸气后尽力尽快呼 气时，在一定时间内所能呼 出的气量 第一秒呼出肺活量的80%以 上(主要)，用FEV1表示
临床上用FEV1/FVC考核通气功能损害的程度和鉴别 阻塞通气障碍和限制性通气障碍。 限制性通气障碍（肺纤维化）： FEV1↓，FVC↓,FEV1/FVC>80%; 阻塞性通气障碍（哮喘）： FEV1↓↓, FVC↓,因此FEV1/FVC<80%
C、补呼气量(expiratory reserve volume)： 平静呼气末，再尽力呼气所能呼出的气量, 900-1200ml。 D、余气量或残气量(residual volume)： 最大呼气末残留于肺中不能再呼出的气量， 1000-1500ml。
肺容量(pulmonary capacity):是肺容积中两相或 两相以上的联合气量。
3.通气/血流比值(ventilation/perfusion ratio)
①
每分肺泡通气量（VA）
足够的肺泡通气量是维持肺泡中一定氧 分压的必要前提。
②
每分肺血流量(Q)
肺血流量不足→ O2、CO2进出异常→肺换 气功能障碍。
通气/血流比值(ventilation/perfusion ratio)=
第8章 呼吸生理
CO2的运输:
1.碳酸氢盐的形式:87% 2.氨基甲酸Hb的形式:7%
PCO2高（组织）
HbNH2+CO2
PCO2低（肺）
HbNHCOOH
HbNHCOO- + H+
8.4
呼吸运动的调节
一、神经调节
二、化学因素对呼吸的调节
三、高原对呼吸的影响
一、神经调节
呼吸中枢：指中枢神经系统内产生和调节呼吸运
组织换气：组织
中的CO2进入血 液，而血液中的 O2进入组织。毛 细血管中的动脉 血，边流动边进 行气体交换，逐 渐变成静脉血。
影响肺内气体交换的因素
1．分压差、溶解度和分子量 2．呼吸膜面积与厚度
3．通气／血流比值
（ ventilation／ perfusion ratio）：指每分肺泡通气量 （VA）和每分肺血流量（Q）之间的比 值（VA／Q）。
Hb氧容量（血氧容量） ：100 ml血液
中Hb所能结合的最大氧量称。 Hb的氧含量（血氧含量） ：Hb实际结 合的O2量 。 Hb氧饱和度：Hb氧含量与氧容量的百 分比。
二、气体运输
氧离曲线或氧合血红蛋白解离曲线
（oxygen dissociation curve） 表示PO2与Hb氧饱和度的关系曲线。 该曲线即表示不同PO2下，O2与Hb解离 情况，同样也反映了不同PO2时O2与 Hb的结合情况。
换气。 经肺换气与组织换气进入血液中的O2与 CO2，经血液循环分别运送到组织和肺， 这就是气体交换与运输。
气体交换
气体交换的原理：
气体分子不停地进行着无定向的运 动，其结果是气体分子从高分压向低分压 扩散。
肺换气:肺泡气中的O2透过呼吸膜扩散
生理学--呼吸respiration
5-11
Physiology
• 用力呼吸下，肺内压变化增大，尤其在气道不畅时，如声门
紧闭时呼吸，吸气时约为-100～-30mmHg (-13.3～-4.0kPa)， 呼气时约为60～140mmHg(7.98～18.62 kPa)。
• 人工呼吸:
人为地造成肺内压和大气压之间的压力差而维持肺通气。 人工呼吸的方法很多，如用人工呼吸机进入正压通气；简 便易行的口对口的人工呼吸；节律地举臂压背或挤压胸廓 等。
胸膜腔顶部的负压最大。从顶部至底部，负压逐渐减 小，压力梯度约0.3cm H2O/cm(1cm H2O=0.098kPa)。
5-14
Physiology
(2)胸内负压的形成：
• 扩张的肺产生的回缩力使肺趋于
缩小；在人的生长发育中，由于 胸廓的发育比肺快，导致胸廓的 自然容积 〉肺的自然容积，肺 趋于缩小；
• 影响气道管径的因素 1）跨壁压：
跨壁压指呼吸道内外的压力差。当呼吸道内压力增高时， 跨壁压增大，管径被动扩张，气道阻力下降。
5-37
Physiology
2）肺实质对气道壁的外向牵引作用： • 小气道的弹性纤维和胶原纤维与肺泡壁的纤维彼此穿插，
它们像帐篷的拉线一样对气道壁发挥牵拉作用，以保持 没有软骨支持的细支气管的通畅。
• 实验2：充气、充液 肺压力-容积曲线
用生理盐水和空气充盈离 体猫肺得到的压力-容积曲 线，可见空气充盈所需压 力比用生理盐水充盈时大 得多。这种差异的主要原 因是，当空气充盈时在空 气-肺泡液界面存在的表面 张力。
5-21
Physiology
①肺的弹性回缩力：
主要来自弹力和胶原纤维，当肺扩张时，这些纤维被牵拉 便倾向于回缩。肺扩张越大，对纤维的牵拉程度也越大， 回缩力也越大，弹性阻力也越大，反之则小。
Physiology
• 用力呼吸下，肺内压变化增大，尤其在气道不畅时，如声门
紧闭时呼吸，吸气时约为-100～-30mmHg (-13.3～-4.0kPa)， 呼气时约为60～140mmHg(7.98～18.62 kPa)。
• 人工呼吸:
人为地造成肺内压和大气压之间的压力差而维持肺通气。 人工呼吸的方法很多，如用人工呼吸机进入正压通气；简 便易行的口对口的人工呼吸；节律地举臂压背或挤压胸廓 等。
胸膜腔顶部的负压最大。从顶部至底部，负压逐渐减 小，压力梯度约0.3cm H2O/cm(1cm H2O=0.098kPa)。
5-14
Physiology
(2)胸内负压的形成：
• 扩张的肺产生的回缩力使肺趋于
缩小；在人的生长发育中，由于 胸廓的发育比肺快，导致胸廓的 自然容积 〉肺的自然容积，肺 趋于缩小；
• 影响气道管径的因素 1）跨壁压：
跨壁压指呼吸道内外的压力差。当呼吸道内压力增高时， 跨壁压增大，管径被动扩张，气道阻力下降。
5-37
Physiology
2）肺实质对气道壁的外向牵引作用： • 小气道的弹性纤维和胶原纤维与肺泡壁的纤维彼此穿插，
它们像帐篷的拉线一样对气道壁发挥牵拉作用，以保持 没有软骨支持的细支气管的通畅。
• 实验2：充气、充液 肺压力-容积曲线
用生理盐水和空气充盈离 体猫肺得到的压力-容积曲 线，可见空气充盈所需压 力比用生理盐水充盈时大 得多。这种差异的主要原 因是，当空气充盈时在空 气-肺泡液界面存在的表面 张力。
5-21
Physiology
①肺的弹性回缩力：
主要来自弹力和胶原纤维，当肺扩张时，这些纤维被牵拉 便倾向于回缩。肺扩张越大，对纤维的牵拉程度也越大， 回缩力也越大，弹性阻力也越大，反之则小。
呼吸
（三）肺通气量
1. 每分通气量(VE)与最大随意通气量(MV): 每分通气量(VE):每分钟进入肺的气体总量. VE = VT ×呼吸频率 = 500×（12～18）= 6～9 L 最大随意通气量（MV）：尽力作深快呼吸时,
每分钟所能吸入或呼出的最大气量。70～120 L. 通 气 最大通气量 - 每分平静通气量 贮 量= 百分比 最大通气量 正常约93%
肺表面活性物质的产生及组成
肺泡Ⅱ型细胞分泌的二棕榈酰卵磷脂(DPPC) 饱和卵磷脂占41% （90%为二软脂酰卵磷脂DPPC） 不饱和卵磷脂占25％，胆固醇占8％
DPPC与载脂蛋白结合以脂蛋白形式存在
1974年，King 报告，DPPC载脂蛋白 （疏水氨基酸，可溶性蛋白）降表面张 力的有效成分为其中脂类，脂质分子彼 此间和对水分子吸引力较小，在表面稀 释了水分子，故能降低肺泡表面张力。
肺内压受呼吸深浅、缓急、气道通畅程度影响。
总：呼吸运动是肺通气的原动力， 肺内压变化是肺通气的直接动力。
3、胸膜腔负压－－肺通气的条件
概念：胸膜腔内的压力 形成：由肺的弹性回缩力。 胸内压= 肺内压 - 肺回缩力 = 大气压 - 肺回缩力 = - 肺回缩力 呼气末：-3— -5 mmHg 吸气末：-5— -10mmHg 意义： ①维持肺扩张，有利于吸气； ②促进静脉血液和淋巴液的回流。
㈡ 胸廓与呼吸肌 胸廓：由胸椎、肋骨、胸骨 及肋间肌围成，底部 由隔肌封闭。肺位于 其中。产生肺通气的动力 主要吸气肌 隔肌 肋间外肌 呼吸肌 辅助吸气肌 胸锁乳突肌 斜角肌等 呼气肌 腹肌 肋间内肌。
㈢ 胸膜腔
胸膜腔：由胸膜壁层和胸膜脏
层所围成的密闭腔。肺可以 随胸廓的运动而运动。 胸膜腔内仅有少量浆液，没有 气体，这一薄层浆液的作用是： （1）在两层胸膜之间起润滑作用 （2）浆液分子的内聚力使两层胸膜贴附 在一起，不易分开。
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通气贮量百分比= 最大通气量-每分平静通气量 最大通气量
×100%
无效腔与肺泡通气量 肺泡无效腔(alveolar dead space)：
因血流分布不均而未能发生交换的肺泡容量。 生理无效腔(physiological dead space) =解剖无效腔+肺泡无效腔
肺泡通气量(alveolar ventilation)： 每分钟吸入肺泡的新鲜气量
=(潮气量 - 无效腔气量)×呼吸频率
肺通气量和肺泡通气量
呼吸频率 潮气量 肺通气量 肺泡通气量 (次/min) (ml) (ml/min) (ml/min)
16
500
8000
8
1000
8000Βιβλιοθήκη 322508000
5600 6800 3200
第二节 呼吸气体在体内的交换与运输
2.1 呼吸气体的交换
胸式呼吸：
外肋间肌收缩，肋骨上举，胸廓扩大，吸气； 主动过程
外肋间肌舒张，肋骨下降，胸廓变小，呼气； 被动过程
内肋间肌收缩引起主动呼气。
主动
过程
一般情况下，人是腹式、胸式呼吸并用。安静时， 肺容量的变化中75%是膈肌活动的结果，25%是肋间肌 活动的结果。安静时吸气是主动过程，呼气是被动过程。 用力呼气时，吸气呼气都是主动过程。
肺表面活性物质(pulmonary surfactant)： 肺泡分泌二棕榈酰卵磷脂(DPPC)，DPPC分子具有极
性，在肺泡表面成极性排列，故而分子之间不能靠的太近 (P177图8-6)。 作用：
降低表面张力，吸气时减少扩张肺所作的功，呼气时 防止肺泡萎陷，特别是小肺泡的萎陷，有利于维持大小肺 泡容积稳定。
Hb氧含量(oxygen content)：100ml血中的Hb实际结合的氧量。
Hb 氧饱和度(oxygen saturation)
= Hb与CO
Hb 氧含量 ×100%
Hb 氧容量
氧离曲线(oxygen dissociation curve)
氧离曲线的特点： a.曲线上段的坡度小
(PO2=60~140mmHg) b.曲线中段坡度较陡
②补吸气量 (inspiratory reserve volume, IRV) 在 平 静 吸 气 后 再 作 最 大 吸 气 所 能 增 加 的 吸 气 量 。 15001800ml
③补呼气量(expiratory reserve volume, ERV) 在平静呼气后再作最大呼气所能增加的呼
气量。900-1200ml
①以HCO3-形式运输
碳酸酐酶
CO2+H2O
H2CO3
H++HCO3-
H++HbO2
组织 肺
HHb++O2
CO2+H2O +HbO2
组织 肺
HCO3-+ HHb++O2
②以氨基甲酸血红蛋白(carbaminohemoglobin)形式 运输
HbNH2O2+CO2
肺换气、组织换气：自由扩散
决定气体分子通过的方向和数量的关键因素，是不
同气体分子在膜两侧的浓度(某种气体浓度大，该气体的
分压就大)。
PX左>PX右 PY左<PY右
左膜右
X Y 形式：气体单纯扩散
动力：气体分压(张力)差
2.1.1 肺换气
持续进行
2.1.2 组织换气 血液与组织细胞之间的气体交换过程。
1.1.3 胸廓与胸膜腔 (1) 胸 廓 ： 脊 柱 、 胸 骨 、 肋骨、及肋间肌围合而 成。 (2) 胸 膜 腔 (pleural cavity)： 由脏层胸 膜和 壁层胸膜围合而成。
胸 内 负 压 (intrapleural pressure)：
胸内负压形成： 以胸膜腔密闭且含浆液为条件 胸廓生长>肺生长
④肺活量(vital capacity, VC)： 最大吸气后尽力呼气所能呼出的气量，反映肺一次通气 的最大能力。男3500ml，女2500ml
⑤余(残)气量(residual capacity, RC)： 最大呼气后残留在肺内气量。男1500ml，女1000ml
⑥机能余(残)气量(functional residual capacity, FRC)： 平静呼气末的肺内气量。2000~2500ml ⑦肺总量(total lung capacity, TLC)：
2.2 呼吸气体在血液中的运输
O2、CO2在血中存在的形式： 物理溶解 化学结合
2.2.1 O2的运输 形式：物理溶解(1.5%)
化学结合(98.5%)
Hb(hemoglobin)与O2结合的特征： ①反应快、可逆、不需酶催化，主要受PO2影响 ② 1分子Hb可结合4分子O2
Hb氧容量(oxygen capacity)：100ml血中的Hb理论上所能结 合的最大氧量。
肺活量+余气量 P179图8-11
1.4 肺通气量
每分通气量(minute ventilation volume)：平静呼吸时每 分钟进或出肺的气体总量。和肺活量相比，肺通气量能更好 地反映肺的通气机能。
最大通气量(maximal voluntary ventilation)：尽力深、 快呼吸时，每分钟所能吸入或呼出的最大气量。
胸廓容积>肺容积
胸廓将肺拉大 胸内 负压
肺的自然回缩
1.1.4 呼吸肌
包括：膈肌、肋间肌及呼吸辅助肌(腹肌) 作用：肺通气的动力
腹式呼吸(abdominal breathing)： 膈肌收缩，膈下降，胸廓扩大，吸气； 膈肌舒张，膈上升，胸廓变小，呼气； 腹肌收缩引起主动呼气。
主动过程 被动过程 主动过程
(PO2=40~60mmHg) c.曲线下段坡度最陡
P184图8-14
影响氧离曲线的因素：P184图8-15 ①温度升高 曲线右移 ②PH值下降 曲线右移，因为H+会影响O2和血红蛋白的结合
2.2.2 CO2的运输 运输形式：物理溶解(5%)
化学结合 ①碳酸氢盐 (88%) ②氨基甲酸Hb (7%)
1.2 肺通气原理
动力：呼吸肌的运动
吸气肌收缩
胸廓扩大
肺扩大
吸气肌舒张
吸气 大气压>肺内压
胸廓缩小
肺缩小 肺内压>大气压
呼气
呼吸肌运动(原动力) 胸内压变化(间接动力) 肺内压与大气压差变化(直接动力)
肺通气
1.3 肺容量 (pulmonary capacity)
①潮气量(tidal volume, TV)： 平静呼吸时，每次吸入或呼出的气量。400-500ml