生理学5-呼吸.ppt

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三、高级神经中枢对呼吸运动的调节
脑干对呼吸运动的控制属于不随意的自主控制，大脑 皮层通过皮层-脊髓束和皮层-红核-脊髓束直接控制呼吸 肌的活动，可随意控制呼吸运动，使呼吸运动与其他躯体 运动相协调，完成诸如发声、讲话、唱歌等动作。 但这 种控制是有一定限度的。 睡眠呼吸暂停(sleep apnea) 1.中枢性～:特征是呼吸运动完全消失，膈N无放电活动。 2.阻塞性～:是上呼吸道塌陷阻塞(舌大、悬雍垂大、软腭 松弛者)所致，因而有呼吸运动但无气流.觉醒是中断睡眠 呼吸暂停的主要原因。打鼾是上呼吸道阻塞的早期表现。
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2、脑桥的呼吸中枢： 保证正常节律的形成。 （1）长吸中枢：兴奋延髓吸气中枢，产生长吸式呼吸。 （2）呼吸调整中枢：抑制延髓吸气中枢和脑桥长吸中枢 的活动，促使吸气向呼气转化，调整呼吸的深度和频率。 3、高位脑的调控：使不随意的呼吸运动控制变得完善。 下丘脑：体温调节中枢受到刺激而间接作用于脑干各 呼吸中枢，使呼吸变浅，频率加快，以加速水汽蒸发，促 进散热。 边缘系统：当情绪紧张或激动时，呼吸常随心血管活 动的加强而加快加深，这与边缘系统的兴奋有关。 大脑皮质：在日常生活中，呼吸频率和深度，在很大 程度上受大脑皮质的随意控制，而且还可建立起呼吸条件 反射,如运动员进入场地后呼吸会加深加快。
第五章 呼吸 第一节 概述 一、呼吸的概念和意义： 概念：机体与外界环境之间进行气体交换的过程。 意义：摄取氧气，并将生物氧化产生的二氧化碳排出体 外，以保持机体新陈代谢的进行和内环境的稳定。 二、互相过程:包括3个相互联系的环节： （一）外呼吸：包括2个连续过程： 1、肺通气：外界气体通过呼吸道与肺内气体间进行的 气体交换。 2、肺换气：肺泡气与肺毛细血管内的血液间的气体交 换。 （二）气体运输：气体在血液中运行的过程。 （三）内呼吸:血液与组织细胞间的气体交换。 1
氧 ③下段：坡度很陡。表明： PO2略 饱 和 有降低则氧饱和度迅速下降，即可 度
促使较多的O2解离出来。 意义:有利于组织部低PO2的状 态下O2的释放，维持活动时组织 的氧供。
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氧分压
第三节 呼吸运动的调节 一、呼吸中枢与呼吸节律的形成：分布于从脊髓到大脑皮 层的各高级中枢，主要位于脑干，尤以延髓为主。 1、延髓的呼吸中枢：延髓内有产生节律性呼吸的基本中 枢。分布在孤束核、疑核、网状结构中。 （1）吸气中枢：是位于延髓腹侧的吸气运动元群，位于 孤束核和疑核中。刺激后引起持续的吸气动作。 （2）吸气中枢：是位于延髓背侧的呼气运动元群，位于 孤束核背侧。刺激后引起持续的呼气动作。 这2组神经元的分布相互重叠，又相对集中。且功能相 互拮抗，它们在H+或CO2的刺激下交替发生兴奋和抑制， 使吸气和呼气动作交替进行。 仅由这两个中枢控制的呼吸节律不规则，呼气时间长， 吸气突然发生又突然终止——喘式呼吸。
肺静脉 肺动脉
CO
2
空 气
呼 吸 道
O2
肺 泡
肺 毛 细 血 管
肺 静 脉
左 心
动 脉 毛 细 血 管
O2
组 织 细 胞
内呼吸
空 气
呼 吸 道
O2
肺 泡
肺 毛 细 血 管
肺 静 脉
左 心
动 脉
毛 细 血 管
O2
CO
组 织 细 胞
2
内呼吸
2
鼻
鼻腔 口腔
上呼吸道
咽 喉
导气部 下 气管 呼 吸 道 右主支气管
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三、气体在血液中的运输： 运输形式: 物理溶解:气体直接溶解于血浆中。 特征:①量小,• 起桥梁作用； ②溶解量与分压呈正比： 化学结合:气体与某些物质进行化学结合。 特征:量大,• 主要运输形式。 以物理溶解方式运输的量较少，但却是化学结合所必 需的一个中间环节，二者密切联系，以保持该气体在血液 中的含量及分压的动态平衡。
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PCO9
（三）影响气体交换的因素： 1、肺泡膜的厚度和扩散面积: （1）肺泡膜厚度：气体扩散速度与肺泡膜的厚度成反比。 肺纤维化、肺水肿、运动时、可出现低氧血症。 （2）扩散面积：单位时间内气体的扩散量与扩散面积成 正比。总面积达60-100m2, 安静状态下扩散面积有40 m2， 运动时可达70 m2。因肺本身疾病、肺毛细血管关闭和堵 塞而减小。 2、通气/血流值：常温常压下，常人的比值为0.9，最适 为0.8-1.0。在此范围内，肺泡-血液间同等量的O2和CO2 所必需的肺泡通气量和血流量是最小的。 比值大于1，则表明血流量不足或通气量过大。 比值小于0.8，则表明血流量过大或通气量不足。
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【附】氧离曲线：表达血红蛋白氧饱和度与血液氧分压 之间关系的曲线。氧饱和度:氧含量⁄氧容量的% 比。 ①上段:Po2(60～40mmHg)平坦。表明：PO2变化大时， 血氧饱和度变化小。 意义：保证了肺部高PO2状况下，O2与Hb更好地结合， 不致发生明显的低血氧症。 ②中段: Po2(60～40mmHg)坡度较陡。表明：PO2降低能 促进大量氧离，血氧饱和度下降显著。 意义:维持正常时组织的氧供。
呼吸部 （右）肺
左主支气管 左肺上叶 左肺下叶
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第二节 呼吸生理 一、肺通气：指肺与外界气体间的交换· 。 （一）肺通气的动力：气压差来源于呼吸肌舒缩造成的呼吸运动。 1、呼吸运动与呼吸肌： （1）呼吸运动：胸腔的节律性扩大和缩小称呼吸运动。 吸气动作（ispiration） ： 呼气动作（expiration） ： （2）呼吸肌：主要的有： ①膈肌：是吸气肌，胸腔上下径 可增大7-10cm。 ②肋间肌： 肋间外肌——吸气肌。 肋间内肌——呼气肌。 肋间外肌 肋间内 肌
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（二）肺的通气功能：包括肺容量和肺通气量两个参数， 1、肺容量：肺伸展到最大时所容纳的气体最。成年男性 为5000ml,女性为3500 ml，包括4个部分。
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2、肺通气量：单位时间内入肺或出肺的气体量。 （1）每分通气量和最大通气量 每分通气量=呼吸频率X潮气量。安静时成年为6— 8l/min ;运动时男子100l/min，女子80 l/min 最大通气量：当肺全部通气能力得到充分发挥时的每 分通气量。即反映了肺活量的大小，亦反映了胸廓和肺 组织是否健全以及呼吸道是否通畅。 （2）无效腔与肺泡通气量： 成人无效腔容积约150ml,其内的气量称无效腔气量。 进入肺泡的通气量称肺泡通气量，能够与血液进行气 体交换，也称有效通气量。 每分肺泡通气量=（潮气量-无效腔气量）X呼吸频率。
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（2）胸内压及其变化：胸内压是指胸膜腔内压力（而非 胸腔压）。习惯上常用它低于大气压的负值表示，称胸内 负压（胸内负压=胸内压-大气压 = -肺的回缩力）。 胸内负压的存在，使肺泡内压力总大于胸内压，使肺 经常保持一定的扩张状态，使肺不论在吸气还是在呼气时 都不塌陷，对肺的通气和气体交换有重要生理意义。促进 血液和淋巴液的回流。 胸膜顶 食管 气管 脏胸膜 主动脉弓 肺动脉干 肋胸膜 胸膜腔 左主支气管 纵隔胸膜 心 膈胸膜 左肺 肋膈隐窝 10 膈
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人工呼吸：用人工的方法，使胸廓有规律地扩大与缩 小，以维持肺的通气机能。适用于溺水、触电、煤气中毒 等呼吸骤停。 1、作用：（1）暂时维持肺通气，纠正全身缺氧状况。 （2）促进自发性呼吸的恢复。 2、方法：（1）器械人工呼吸法：人工呼吸机加压法、 膈神经刺激法。 （2）徒手人工呼吸法：徒手进行。 ①举臂压法： ②口对口法：效果好。
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3、呼吸时肺内压和胸内压的变化： （1）肺内压及其变化：肺内压指肺泡内的压力。无呼吸 运动时肺内压与外界大气压相等。 平静吸气初:肺内压 < 大气压（-0.3～-0.4kPa）→气入肺 平静吸气末:肺内压 = 大气压──────→气流停 平静呼气初:肺内压 > 大气压（+0.3～+0.4kPa）→气出肺 平静呼气末:肺内压 = 大气压──────→气流停 用力呼吸时:肺内压的升降变化有所增加。
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二、呼吸的反射性调节： （一）肺牵张反射：由肺扩大或缩小所引起的反射性呼 吸变化。 感受器——肺牵张感受器，发放冲动抑制吸气中枢的活 动，使吸气终止而呼气。只有在深呼吸时才起一定作用。 （二）化学感受性呼吸反射：血或脑脊液中的 O2、H+、 CO2。 1、外周化学感受器：即颈动脉体和主动脉体。刺激延 髓呼吸中枢，从而引起呼吸加快、加深和通气量增加；当 血液中PO2突然升高时，又可使化学感受器发生抑制。 2、中枢化学感受器：在延髓腹外侧浅表部位，对脑脊 液中的[H+]变化特别敏感。 [H+]升高，使呼吸加强。
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（一）O2的运输： 1、物理溶解：仅占2%， O2在血液中的溶解度大小取决 于其PO2和温度。 2、化学结合：占98%。与O2结合的是红细胞中的Hb，其 4个亚基上各含有一个Fe2+，可与 O2结合： （肺部）Hb+O2 HbO2（组织部） 化学结合特点： ①反应是可逆的，反应方向取决于PO2。 ②是非氧化还原反应——“氧合”， 易释放O2。 ③1分子血红蛋白Hb可与4个O2结合。 ④4个亚基在与O2的结合和解离过程中相互促进。
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（二）CO2的运输： 1、物理溶解：占6%（3ml CO2/100ml血液）。 2、化学结合：占94%，有2种形式： （1）HCO3-形式：占88%。反应式如下：
碳酸酐酶
H2O+CO2 ===H2CO3 === H++HCO3（2）氨基甲酸血红蛋白(Hb.NHCOOH)形式：占6%。 Hb.NH2+ CO2===Hb.NHCOOH=== H++ Hb.NHCOO在肺部由于PO2很高， O2把NHCOO-中的COO-排挤出来，而 O2则可结合上去，形 成氧合血红蛋白 HbO2。
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2、平静呼吸和深呼吸： （1）平静呼吸：成人:12～18次/分， 婴儿:60～70次/分。 ①平和吸气：由膈肌和肋间外肌收缩所致，是主动过程。 ②平和呼气： 是吸气肌舒张所致，为被动过程。 （2）深呼吸：比平静呼吸明显加强的呼吸动作。 ①深吸气：吸气肌（膈肌和肋间外肌）收缩比平静吸气时 加强且辅助吸气肌（胸锁乳突肌、胸大肌也参加）收缩。 ②深呼气：不仅吸气肌舒张，而且有呼气肌收缩和辅助呼 气肌（腹壁肌等）收缩，因而是主动过程。 主要由肋骨和胸骨运动产生的呼吸称胸式呼吸。 主要由膈肌舒缩产生的呼吸运动称腹式呼吸。 成年女子多以胸式呼吸为主，辅以腹式呼吸；婴儿和 男子则多以腹式呼吸为主，辅以胸式呼吸。