第五章 呼吸生理

P50 示Hb对O2的亲和力 曲线左移 ;
② pH和Pco2 pH值 或Pco2 曲线右移；反之左移
波尔效应： pH下降或PCO2增加引起Hb对O2的亲
和力下降，曲线右移，这种现象称～ Bohr effect 细胞部PCO2时，有利于释放O2。
意义：在肺部PCO2时，有利于结合O2；在组织
非弹性阻力 30％
（一）弹性阻力和顺应性 1 概念 弹性阻力（R）：…，用顺应性来度量。 顺应性（C）： 2 二者关系 C=1/R 或 C=容积变化(△V)/压力变化(△P) (L/cmH2O) 3、肺及胸廓顺应性和弹性阻力 （1）肺及胸廓顺应性 肺容量变化（△V） 肺的顺应性（C）= 跨肺压变化（△P）
Hb与O2结合与解离有两种构型： 去氧Hb为紧密型(T型) ;氧合Hb为疏松型(R型)；R型 对O2亲和力为T型500倍；Hb与O2结合后，Hb分子由T型 变为R型，对O2亲和力增加；Hb各亚单位在结合或释放 O2上有协同效应。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2. 血氧容量 Oxygen capacity (20.1 mL /100 mL血) 血氧含量 Oxygen content (1 g Hb = 1.34 mL) 血氧饱和度Oxyhemoglobin saturation
大肺泡趋于胀破， 小肺泡趋于萎陷。
肺表面活性物质 pulmonary surfactant
分泌部位：肺泡Ⅱ型细胞分泌 主要成分：二棕榈酰卵磷脂（DPPC） 作用：降低肺泡液-气界面的表面张力 生理意义： （1）维持大小肺泡容量的相对稳定，防止肺泡 吸气时过度膨胀，呼气时萎缩。 （2）防止液体在肺泡内积聚。 （3）降低吸气阻力，增加肺的顺应性，减少吸 气做功。
2、影响组织换气的因素 （1） 组织代谢水平 （2） 血流量 二、气体运输 (一)气体在血液中存在形式：物理溶解和化学结合 运输 形式 物理溶解 O2占总运输量的1.5% （很少） CO2占总运输量的5-6% O2占总运输量的98.5% 化学结合 CO2占总运输量的94-95%
（二）O2的运输
血液中的O2主要与Hb结合，以HbO2形式运输， 约占98.5%，物理溶解约占1.5%。 1．HbO2的生成与解离
PO2变化对氧饱和 度影响不大
中 段
为HbO2释放O2部分, 利于安静状态下为 组织供氧
上 中 下
75%=14.4mlO2
97%=19.4mlO2
下 段
为HbO2与O2解离部 分，利于活动加强时 为组织供氧
4.4mlO2
15~40
mmHg
（2）影响氧离曲线的因素 ① P50是使Hb氧饱和度达50%的PO2。用来表示 Hb对O2的亲和力。正常为 26.5 mmHg。 P50 示Hb对O2的亲和力 曲线右移 ;
{
交感 节后NE+2 舒张
阻力小
副交感 节后ACh+M 收缩 阻力大
1．呼吸膜 * 呼吸单位
*2．肺泡表面张力和肺表面活性物质
肺泡回缩力=肺泡弹性回缩力+肺泡表面张力
表面张力：在液-气界面，由于水分子之间的 引力作用而产生的使界面表面积趋于缩小的力。
2×T(表面张力) （回缩力）P＝ r（液泡半径）
S /√MW 为扩散系数。CO2溶解度是O2的24倍，分子 量大于O2, 故CO2扩散系数为O2的20倍。
3.与扩散面积成正比，与扩散距离成反比。 4.与温度成正比。
（二）气体交换过程
1.血液与肺泡内的气体交换
2.血液与组织细胞间的气体交换
静脉血动脉血
动脉血静脉血
*（三）影响气体交换的因素
1 影响肺换气的因素
（一）肺容积：
*（1）潮气量 TV （2）补吸气量 （3）补呼气量 （4）余气量
*（二）肺容量
（1）深吸气量 （3）肺活量 （2）功能余气量 （4）肺总量
深吸气量（IC）=潮气量+补吸气量）.
肺活量（VC）=补吸气量+潮气量+补呼气量
功能余气量（FRC）=补呼气量+余气量
肺总容量(TLC) = 补吸气量+潮气量+补呼气量+ 余气量
吸气初：肺内压<大气压 呼气初：肺内压>大气压 吸气末 呼气末
肺内压=大气压
*（二）胸内压
1 形成机理 (1) 胸膜腔为密闭的腔隙。 (2) 胸膜腔脏层压力间接形成 胸内压 = 肺内压 - 肺回缩力 在吸气末或呼气末， 肺内压=大气压， 因而 胸内压=大气压－肺回缩力
若大气压设定为0，则 胸内压=－肺回缩力 胸内压实际上是由肺的回缩力造成的。 吸气时负压增大
胸腔容积的变化（△V） 胸廓的顺应性（C）= 跨胸壁压的变化（△P）
压力与肺容量之间关系的变化可用压力－容量曲线表示
（2）肺及胸廓弹性阻力 肺弹性阻力 肺组织本身的弹性回缩力 1/3 肺泡表面张力 2/3
胸廓的弹性阻力：
来自于胸廓的弹性回缩力。其方向视胸廓的位 置而定（胸廓的自然位置的肺容量，相当于肺总量 的67%）。
（1）呼吸膜的厚度、通透性、表面积；
（2）换气肺泡的数量；
（3）通气/血流比值
每分钟肺泡通气量 (VA) / 每分钟肺血流量(Q）
A. 比值=0.84 气体交换充分 B. 比值>0.84 肺泡无效腔增大 C. 比值<0.84 功能性动静脉短路
性 比值的异常会导致血液缺O2和CO2的滞留，但主要是缺 O2，原因：a. 动静脉血间的O2分压差远大于CO2的分压 差；b.CO2的扩散较O2快（20倍）；c. 血液缺O2和CO2 的滞留可刺激呼吸，增加CO2的排出但无助于O2的摄入。
①气流速度
②气流形式 层流阻力小，涡流阻力大
③气道口径 阻力与半径4次方成反比:
a.跨壁压：气道内压高，跨壁压↑→管径↑，R↓
b.肺组织对气道外向放射状牵引。
c.副交感使气道平滑肌收缩，交感作用相反。 d.化学因素： PGF2α、组胺、白三烯等使气道平滑肌收 缩；CA、 PGE2使之舒张。
四、肺容积与肺容量
动物生理学 教学幻灯片
制作人：杨雪峰
河南科技学院 2009年
第五章
呼吸生理
§1 呼吸的全过程 §2 肺通气原理 §3 气体交换与运输
§4 呼吸运动的调节
*呼吸的定义：
§1
*一、呼吸的全过程
1）外呼吸（或肺呼吸）
呼吸的全过程
包括三个环节：
包括肺通气和肺换气
2）气体在血液中的运输；
3）内呼吸（或组织呼吸）
Hb + O2
O2分压高（肺） O2分压低（组织）
HbO2 (鲜红色)
O2与Hb结合的重要特征： （1）反应快、可逆、不需酶的催化、受Po2的影响 （2）Fe2+与O2结合后仍为二价铁，该反应是氧合
（3）1分子Hb可以结合4分子O2，1gHb结合O2的
最 大量为1.34ml。 （4）Hb与O2的结合或解离曲线呈“S”形。
2 肺表面活性物质具有（ ）作用，是由（ ）分泌的。
3 肺的功能单位是（ ）。
选择：1. 健康的（ ）属于胸式呼吸。 A．猪 B．犬 C．牛 D．羊 2. 牛患胃扩张时，出现的是（ ）呼吸 A．胸式 B．胸腹式 C．腹式 D．无法判断 3. 每分肺通气量与每分肺泡通气量之差为（ ） A.余气量×呼吸频率 B.潮气量×呼吸频率
3. 去氧Hb ( 紫蓝色) 与发绀 (Cyanosis) 100mL血液中去氧Hb超过5 g 时，皮肤、黏膜 呈浅蓝色的现象称为发绀，显示机体缺氧。 4. CO中毒：与Hb 结合力亲和力是O2的250倍, 占据位点，造成缺氧；HbCO呈樱桃红色。
*2．氧离曲线 （1）定义：… , 呈“S”形。 上 段
C.肺活量×呼吸频率
D.无效腔容量×呼吸频率
思考题：*1.简述呼吸活动的三个基本环节。 *2.肺表面活性物质的分泌部位、主要成分、作用及其生 理意义？ *3.试述胸内压的形成及其意义。
*4.简述呼吸类型的划分及其临床意义。
§3 气体交换与运输
一、气体交换 （一）气体交换的动力—气体分压差 影响气体扩散速率的因素 1.气体分压差 2.与分子量(MW)平方根成反比和溶解度(S)成正比
3.胸内压=肺内压-肺弹性回缩力
4.吸气动作→胸内负压降低→肺扩张→吸入空气
5.呼气动作→胸内负压降低→肺缩小→排出气体
6.每分钟肺通气量即每分钟吸入或呼出肺泡的气体总量。
7.在一定范围内，深而慢的呼吸换气效率高于频浅呼吸。 8.一侧肺发生气胸，对侧肺仍可呼吸。 填空：1 吸气是（ ）过程，平时呼气是（ ）过程，深 呼气是（ ）过程。
五、* 肺通气量
（一）每分钟通气量：
每分钟通气量=潮气量×呼吸频率。 （二）无效腔和肺泡通气量 生 理 无 效 腔 解剖无效腔(死腔)：鼻腔 终末细支气管
特点：不能进行气体交换 肺泡无效腔
肺泡通气量=(潮气量-解剖无效腔气量)×呼吸频率
深而慢的呼吸比浅而快的呼吸肺通气效率高
判断：1. 呼吸膜的通透性降低，厚度增加或面积减 小，都不利于气体交换。 2. 肺泡回缩力=肺泡弹性回缩力+肺泡表面张力
§2 肺通气原理
肺通气的原动力—呼吸运动
肺通气的直接动力——大气和肺泡气之间的 压力差（肺内压） 一、呼吸运动
平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的。 用力呼气时，吸气和呼气都是主动。
*（一）．呼吸运动 定义： 吸气肌：肋间外肌、膈肌 呼吸肌 呼气肌：肋间内肌、腹肌 辅助吸气肌：斜角肌、胸锁乳突肌等 吸气运动 呼气运动 主动 被动 肋间外肌和膈肌收缩 舒张 膈为圆锥状 膈为圆顶状 主动 主动 吸气肌收缩增强 吸气肌舒呼气肌缩
胸廓的弹性阻力和顺应性： a 肺容量/肺总量=67%(平静吸气末) 胸廓处于自然位置，不表现弹性阻力； b 肺容量/肺总量<67%(平静呼气或深呼气) 胸廓缩小，弹力向外，吸气动力，呼气阻力； c 肺容量/肺总量>67%(深吸气) 胸廓扩大，弹力向内，吸气阻力，呼气动力； d Cchest wall=△V/△P = 0.2 L/cmH2O △V:胸腔容积的变化 △P:跨胸壁压(为胸膜腔内压与大气压之差)
实现肺通气的结构基础——呼吸道、肺泡、胸廓、 膈、呼吸肌、胸膜腔 呼吸道 ——气体通道 肺泡——肺换气的主要场所 胸廓、膈——肺通气的动力
二、呼吸器官的结构及其功能
（一）呼吸道
鼻、咽、喉（上呼吸道） 气管、支气管和细支气管（下呼吸道） 具有加温、加湿、过滤、清洁作用和引起防御 反射等保护功能。 呼吸道平滑肌 （二）肺
（二）非弹性阻力non-elastic resistance
1 惯性阻力：
2 粘滞阻力：
3 气道阻力：…，占非弹性阻力的80%~90%。
（1） 气道阻力的表示：维持单位时间内气体流量所需 的压力差。 气道阻力 = 大气压与肺内压之差(cmH2O) 单位时间内气体流量(L/s)
（2）影响气道阻力的因素:
呼气时负压减小
2 生理意义 (1) (2) (3) 气 胸
吸气
呼气
肺内压 胸内压
-7cmH2O
- 4cmH2O
呼 吸 时 胸 内 压 变 化
大气压
三、肺通气的阻力 Resistance (自学内容）
肺组织本身的弹性回缩力 1/3
肺的弹性阻力
弹性阻力 肺泡内气-液界面表面张力2/3 70％ 胸廓的弹性阻力 气道阻力(为主) 80－90％ 惯性阻力 粘滞阻力
平静
用力
*（二）.呼吸类型
包括胸式呼吸、腹式呼吸、胸腹（或混合）式 呼吸。 犬正常为胸式呼吸
对临床诊断有帮助 *（三）呼吸频率 定义： 人：12～18次/min
（四）呼吸音
三种：肺泡呼吸音 “V” 、支气管呼吸音 “CH” 、支气管肺泡音（混合呼吸音）
二、胸内压 （一）肺内压—推动气体进出肺的直接动力
③ 温度
温度 ，曲线右移。
④ 2，3-二磷酸甘油酸（2,3—DPG）
2,3—DPG浓度 ，曲线右移；反之左移。
⑤ Hb自身性质的影响
当Fe2+
Fe3+ 失去
运氧能力，曲线右移。
（三）CO2的运输 物理溶解（5%） 化学结合（95%）：主要包括碳酸氢盐(88%)
= 肺活量+余气量
肺通气功能的测定及意义
1. 深吸气量：是衡量最大通气潜力的指标之一。胸廓、胸膜、
肺、呼吸肌病变此量减少。 2. 功能残气量：缓冲呼吸过程中肺泡气PO2和 PCO2变化幅度，
维持肺换气的稳定。
3. 肺活量：尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气量。反映了 肺一次通气的最大能力。 4. 用力肺活量：一次最大吸气后，尽力尽快呼气所能呼出的最 大气量。正常<肺活量。 5. 用力呼气量(时间肺活量)：一次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。以它占用力肺活量的百 分数表示:1s=80%，2s=96%， 3s=99%；是衡量肺通气功能的 最佳指标。