呼吸系统的结构与功能

第七章

生理功能

呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程

•吸入O2

•排出CO2

•稳定内环境

呼吸过程三环节

外呼吸

气体运输

内呼吸

肺通气：与外界环境间的气体交换过程

肺通气的动力

•呼吸运动

肺通气的原动力：本身不具有主动张缩的能力，它的张缩是由胸廓的扩大和缩小所引起肺通气的动力：压力差

•呼吸运动：呼吸肌群的收缩和舒张，引起胸廓扩大和缩小的运动。

肺内压:指肺泡内的压力

吸气初期：肺容积增大，肺内压< 大气压

吸气过程中：肺泡被空气填充，肺内压↑

吸气末期：肺内压＝大气压

呼气初期：肺容积缩小，肺内压> 大气压

呼气过程中：肺泡中的空气减少，肺内压↓

呼气初期：肺内压＝大气压

弹性阻力：弹性组织受外力作用发生变形时所产生的对抗变形的力

顺应性是指在外力作用下弹性组织的可扩张性.度量弹性阻力

指单位跨壁压（跨肺压、跨胸壁压）变化( △P) ，所引起的容积（△V）变化。

肺的弹性阻力＝肺的弹性回缩力＝1 / 可扩张性（顺应性）

肺表面活性物质生理意义：

①维持大小肺泡的稳定性

②防止肺水肿

3.了弹性阻力，从而降低吸气阻力，减少吸气作功

非弹性阻力

•定义：气体流动时产生的，并随流速加快而增加，故为动态阻力。

•组成：①惯性阻力②粘滞阻力③气道阻力：80% ~ 90%

肺通气功能的指标的评价

一肺容积

二肺容量

三肺通气量和肺泡通气量

肺换气和组织换气

气体交换：肺换气：肺泡与血液之间所进行的气体交换

组织换气：血液与组织之间的气体交换

肺换气和组织换气的基本原理

气体的扩散：气体分子从分压高处向分压低处发生净转移过程。

动力是气体分压差

分压是指混合气体中各组成气体分子运动产生的压力

混合气的总压力等于各气体分压之和

张力：溶解的气体分子从液体中逸出的力，就是某一气体在液体中的分压

气体扩散速率及影响因素

扩散速率：单位时间内气体扩散的容积为气体扩散速率

1．气体的分压差：气体间的分压差越大，扩散速度越快

2．气体的分子量和溶解度：与溶解度成正比，与分子量成反比

溶解度是单位分压下溶解于单位容积的溶液中的气体量

扩散系数：溶解度与分子量的平方根之比

3．扩散面积和距离：与扩散面积（A）成正比，与扩散距离（d）成反比

4．温度：气体扩散速率与温度（T）成正比

影响肺换气的因素

• 1.气体扩散速率

• 2.呼吸膜的厚度：

呼吸膜：肺泡－毛细血管膜

3.呼吸膜的面积

• 4.通气／血流比值

•通气／血流比值意义：通气量与血流量配比，肺泡气体与血液进行气体交换的效率

气体在血液中的运输

O2的运输

正常情况下，在血液中运输的O2中

98.5％以与红细胞内血红蛋白相结合的方式存在，1.5％以单纯物理溶解方式存在。

O2与血红蛋白的可逆性结合

特征：

1.反应快、可逆、不需酶催化、受PO2的影响

2.氧合反应：Fe2+与O2的结合

3.1分子Hb 1个珠蛋白4个血红素- 4分子O2

4. Hb的变构效应：去氧Hb为紧密型(tense form，T型) ；氧合Hb为疏松型(relaxed form，R型)。R型Hb对O2 的亲和力为T型的数百倍

5. O2与血红蛋白结合或解离曲线呈S形

氧容量：100ml血液中Hb所能结合的最大O2量

氧含量：100ml血液中Hb所结合的O2量

氧饱和度=氧含量/氧容量

上段

中段

下段

影晌氧解离曲线的因素：

波尔效应(Bohr effect）：酸度对Hb氧亲和力的影响

一氧化碳的影响

其它因素

CO2的运输

血液中的CO2两种形式运输：

物理溶解的CO2约占总运输量的5%，

化学结合的占95%

1、物理溶解方式：

每100 ml的血液只能运输0.3 ml的CO2。

2、碳酸氢盐结合方式：

从组织扩散入血液的CO2进入红细胞后形成H2CO3，进一步解离成HCO3-和H+。HCO3-载体扩散入血液（Cl-同时进入红细胞），多余的H+与血红蛋白结合。

3、氨基甲酸血红蛋白结合方式：

一部分CO2与血红蛋白的氨基结合生成氨基甲酸血红蛋白。

•HbNH2 + H+ + CO2 = HHbNHCOOH

•何尔登效应(Haldane effect) ：O2 与Hb结合将促使CO2 释放，这一效应称

•CO2解离曲线

二者之间接近线性关系，没有饱和点

呼吸运动的调节

呼吸神经元分类

根据呼吸神经元放电与呼吸节律的关系

将呼吸神经元分为多种类型。

吸气神经元、呼气神经元

呼吸神经元分布

延髓呼吸神经元分布两个区：

背侧呼吸组神经元

腹侧呼吸组神经元

呼吸节律形成机制

机制：①起步细胞学说

②神经元网络学说

①起步细胞学说：

延髓内有起步样神经元的节律性兴奋

②神经元网络学说

呼吸节律的产生是延髓内呼吸神经元间复杂的相互联系、相互作用。

多种模型：最有影响20世纪70年代呼吸模型

①中枢吸气活动发生器

②吸气切断机制

呼吸运动的反射性调节

（一）化学感受性呼吸反射

１．化学感受器

适宜刺激是血O2、CO2分压和H+浓度变化的感受器。