生理学课件:呼吸

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用力呼气
除吸气肌舒张外,还有呼气肌的参与收缩
用力呼吸的特点:不管是吸气还是呼气都是 主动过程
肺内压
指肺泡内的压力 随呼吸活动肺内压呈现周期性的变化
肺内压
肺内压的大小
肺 平静呼吸 内
吸气
-2~-1mmHg
压 用力呼吸 -100~-30mmHg
呼气
1~2mmHg
60~140mmHg
肺内压
肺内压的运用
二、肺通气功能的指标
肺容积
1.潮气量(tidal volume)
400~600ml,一般以500ml计算
2.补吸气量(inspiratory reserve volume) 1500ml~2000ml
3.补呼气量(expiratory reserve volume) 900~1200ml
4.残气量(residual volume)
肺表面活性物质
来源:肺泡Ⅱ型细胞合成、释放 成分:二软脂酰卵磷脂(DPL)
分布:DPL以单分子层垂直排列于肺泡液-气 界 面密度随肺泡的张缩而改变 作用 :降低肺泡液-气界面的表面张力
肺表面活性物质
肺泡表面活性物质—二软脂酰卵磷脂(DPL) 生理作用:① 维持肺泡稳定性 ② 减少肺间质、肺泡内组织液生成 ③ 降低吸气阻力,减少吸气做功
呼吸膜总扩散面积有70m2 安静状态扩散面积有40m2
病理情况:尘肺、肺不张、肺实变、 肺气肿,肺叶切除或肺毛细血管关闭 和阻塞,均使呼吸膜扩散面积减少
影响肺换气的因素
通气/血流比值
每分钟肺泡通气量与每分钟肺血流量的比值 VA / Q
正常值:4.2L/5L=0.84
影响肺换气的因素
通气/血流比值
2.比顺应性
肺顺应性受肺总量的影 响,肺总量大,顺应性 大。
比顺应性=肺顺应性/肺的功能残气量
弹性阻力的来源
1.胸阔弹性阻力来自胸阔的弹性成分 2.肺弹性阻力包括两部分 a. 肺组. 织本身的弹性回缩力
b. 肺泡内面液体层与肺泡内气体之间的液- 气界面的表面张力所产生的回缩力
肺泡表面张力
P=2T/r
PO2高 PO2低
HbO2(氧合血红蛋白)
在肺中:Hb与O2结合 在组织中:HbO2释放O2
氧的运输
Hb与O2结合特征 2.Fe 2+与O2结合后,仍为Fe 2+(氧合反应)
氧的运输
Hb与O2结合特征
3.一分子Hb可以结合四分子O2
①氧容量:100ml血液中,Hb能结合的最大 O2量
②氧含量:Hb实际结合的O2量
1.脊髓 无呼吸节律产生,仅仅 起到联系脑和呼吸肌的中继作用
2.延髓 是产生呼吸节律的最基本 中枢,但节律不规则。
3.脑桥 在脑桥上部的PBKF核群起 调控延髓基本呼吸节律的作用,使 呼吸节律趋于正常。
4.高级中枢 包括大脑皮层、边 缘系统,下丘脑,参与对呼吸运动 的意识调控和情绪化调控
呼吸中枢
中脑 脑桥 延髓 脊髓
肺泡通气量=(潮气量-无效腔通气量)呼吸频率 生理意义:计算真正有效的气体交换量
第二节 肺换气和组织换气
肺换气-肺泡和血液之间的气体交换 组织换气-血液与组织细胞之间的气体交换
气体交换的动力-气体的分压差 一、气体交换的过程
肺泡气 静脉血 动脉血 组织
PO2 13.9(104) 5.3(40) 13.3(100) 4.0(30) PCO2 5.3(40) 6.1(46) 5.3(40) 6.7(50)
呼吸
一、肺通气的原理
(一)肺通气的动力 (二)肺通气的阻力
(一)肺通气的动力
• 直接动力—肺泡和外界环境之间的压力差 • 原动力—呼吸肌收缩和舒张引起的呼吸运

• 与呼吸运动有关的呼吸肌 吸气肌—膈肌、肋间外肌 呼气肌—肋间内肌和腹肌 此外,还有一些辅助吸气肌,斜角肌、胸 锁乳突肌等。
呼吸运动的过程:
物理溶解的量很少,但却是发生化学结合的基础
一、氧的运输 二、二氧化碳的运输
氧的运输
主要以氧合血红蛋白(HbO2)的形式运输 占98.5%
血红蛋白(Hb): 红细胞内的色蛋白
运O2的主要工具
也参与CO2的运输,但不 是主要的
氧的运输
Hb与O2结合特征
1.反应快,可逆,不需酶催化,受PO2影响
Hb + O2
肺容积
4.用力肺活量(forced vital capacity) 定义:指一次最大吸气后,尽力尽快呼气所能呼出 的最大气体量 5.用力呼气量(forced expiratory volume) 又称时间肺活量(timed vital capacity)指一次最 大吸气后在尽力尽快呼气时,在一定时间内所能呼 出的气体量,通常以它所占用力肺活量的百分数表 示。 正常人:第一秒80%,第二秒96%,第三秒99% 6.肺总量 肺所能容纳的最大气体量 男5000ml 女3500ml
影响肺换气的因素
呼吸膜的厚度
气体扩散速率与膜 厚度成反比
呼吸膜结构: 6层结构,但是平 均总厚度约为 0.6μm
影响肺换气的因素
呼吸膜的厚度
特点:红细胞膜常能接触到毛细血管壁, 气体扩散距离短
病理情况:肺纤维化、肺水肿等,使呼吸 膜厚度增加
影响肺换气的因素
呼吸膜的面积
气体扩散速率和扩散面积成正比
分类:肺的弹性阻力和胸阔的弹性阻力
肺通气阻力1-弹性阻力
• 总之,肺的弹性阻力:吸气的阻力,呼 气的动力;胸阔的弹性阻力与其所处的 位置有关
弹性阻力
弹性阻力的衡量指标—顺应性 顺应性(compliance):指在外力作用下弹性组 织的可扩张的程度。
C=1/R C-顺应性 R-弹性阻力
顺应性(C)与弹性阻力(R)成反变关系, 即顺应性越大,弹性阻力越小,则组织容易 扩张;反之,则组织不容易扩张
二、影响肺换气的因素
1.气体扩散速率(diffusion,D)
D ∝ △P∙T∙A∙S d∙√ MW
气体扩散系数=

S MW
CO2在血浆中的溶解度(51.5)约为O2的(2.14) 24倍,CO2的分子量(44)略大于O2的分子量 (32),所以CO2的扩散系数是O2的20倍
影响肺换气的因素
2.呼吸膜的厚度 呼吸膜的厚度与气体扩散速度成反比 3.呼吸膜的面积 呼吸膜的面积和气体扩散速度成正比 4.通气/血流比值
平静吸气
吸气肌 收缩
肋间外肌 收缩
膈肌收缩
胸阔前后左右径↑ 胸阔上下径↑
胸阔容 积↑
肺容积 被动↑
肺内压↓
肺内压<大 气压
气体流入肺内 吸气完成
平静呼吸时,呼气不是由呼气肌收缩引起的,而是 由膈肌和肋间外肌舒张所致。
平静呼吸的特点:吸气是主动的,呼气是被动的
用力吸气
除吸气肌主动收缩外,还有辅助吸气肌参与收缩
呼吸
respiration
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
肺通气
呼 外呼吸(肺呼吸) 肺换气
吸 过
气体在血液中运输

组织呼吸
内呼吸
细胞内氧化代谢
外呼吸
气体运输 内呼吸
呼吸 第一节 肺通气
(pulmonary ventilation) 定义:肺和外界环境之间进行气体交换的过程。 一、肺通气的原理 二、评价肺通气功能的指标
胸膜腔内压
胸膜腔负压的意义: 1.保持肺处于一定的扩张状 态,有利于吸气 2.牵张腔静脉和胸导管,有 利于静脉血和淋巴回流,维 持心输出量。
气胸
为什么肺会塌陷?
(二)肺通气的阻力
弹性阻力(70%):肺的弹性阻力 胸廓的弹性阻力 气道阻力 (主)
非弹性阻力(惯3性0阻%力) 粘滞阻力
肺通气阻力1-弹性阻力
弹性阻力
弹性阻力的测量:
C=
△V △P
L/cmH2O
肺顺应性 (CL)=
肺容积的变化(△V)
L/cmH2O
跨肺压的变化(△P)
胸腔容积的变化(△V) 胸阔的顺应性(Cchw)=跨胸壁压的变化(△P) L/cmH2O
肺和胸阔的顺应性正常值均为:0.2L/cmH2O
弹性阻力
1.肺静态顺应性曲 线
曲线斜率大,表示肺顺 应性大,弹性阻力小; 反之,意义相反。
③氧饱和度: 氧含量 氧容量
×100%
氧的运输
HbO2呈鲜红色,去氧Hb呈紫蓝色 紫绀:Hb含量>5g/100ml血液,皮肤和粘膜呈
浅蓝色,这种现象称为紫绀
一般情况下,出现紫绀表示机体缺氧,但是某些 情况下,出现紫绀不一定缺氧,机体缺氧也不一 定出现紫绀。
二、CO2的运输
CO2的运输形式
物理溶解5%
无效腔和肺泡通气量
生理无效腔
解剖无效腔(150ml): 上呼吸道至呼吸性细支气管间的气体不参 与气体交换 肺泡无效腔: 因血流在肺内分布不均而未进行气体 交换(如:站立时肺尖部)
肺泡无效腔+解剖无效腔=生理无效腔
肺泡通气量
肺泡通气量(alveolar ventilation)
定义:每分钟吸入肺泡的新鲜空气量
CO2运输形式
碳酸氢盐88%
化学结合95% 氨基甲酰血红蛋白7%
CO2的运输
1.碳酸氢盐
CO2的运输形式
2.氨基甲酰血红蛋白
在组织
HbNH2O2 + H+ + CO2 在肺
HHbNHCOOH + O2
反应迅速、可逆,且不需要酶的催化
第四节 呼吸运动的调节
一、呼吸中枢与呼吸节律的形成
(一)呼吸中枢
1000~1500ml
肺容量
1.深吸气量
潮气量+补吸气量
2.功能残气量(functional residual capacity)
定义:平静呼气末尚残留于 肺内的气体量,等于残气量 与补呼气量之和。
意义:缓冲呼吸过程中肺泡 气氧和二氧化碳分压的变化 幅度
肺容量
3.肺活量(vital capacity)
肺通气量(pulmonary ventilation)
定义:指每分钟吸入或呼出的气体总量
每分通气量 = 潮气量 呼吸频率 (平静呼吸)=500 (12~18)
=6~9L/min
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体量。一般可达150L/min
反映单位时间内肺的全部通气能力都得到充分发挥 时的通气量,是肺通气功能的指标之一。
胸膜腔内压=大气压-肺回缩压 若以大气压为0,胸膜腔内压=-肺回缩压
• 胸廓坚固,大气压不 能直接作用于壁层胸 膜,所以壁层胸膜不 受力的作用
• 胸廓的生长速度比肺 快,肺始终处于扩张 状态,形成肺回缩力, 所以脏层胸膜受肺回 缩力的作用
• 胸腔内压=肺内压-肺 回缩压
胸膜腔内压
平静呼吸 呼气末 -5~-3mmHg(-0.67~-0.4kPa) 吸气末 -10~-5mmHg (-1.33~-0.67kPa)
生理意义:
VA / Q >0.84
通气过剩 血流不足
VA / Q <0.84
通气不足 血流过剩
相当于肺泡无效 腔增大
相当于功能性动 静脉短路
均防碍有效气体交换,以缺氧为主
三、组 织 换 气
部位:血液、组织液、细胞内液 过程:O2由血液向细胞扩散
CO2由细胞向血液扩散
第三节 气体在血液中的运输
O2和CO2在血液中的存在形式有两种: 物理溶解和化学结合
实验一
×A平面:呼吸节律变化不明显
B平面 C平面
×D平面:呼吸停止
说明:呼吸节律产生于低位脑干
人工呼吸:人为的建立肺内压与大气压 之间的压力差
方法:呼吸机 口对口人工呼气+胸外按压
胸膜腔内压(胸内压)
特点:由脏层胸膜和 壁层胸膜围成的、潜 在的、密闭的腔隙。 在吸气与呼气过程中 胸膜腔内压始终低于 大气压,所以又称胸 内负压
胸膜腔结构
胸膜腔内压
胸膜腔内负压是如何形成的?
胸膜腔内压=肺内压-肺回缩压 因为:吸气末或呼气末,肺内压=大气压 所以:吸气末或呼气末
缺乏 肺不张、新生儿呼吸窘迫综合征
临床上相关疾病分析
肺的弹性阻力和顺应性
DPL
肺充血 肺组织纤维化
肺弹性阻力↑ 肺顺应性↓
肺气肿
弹性成 分破坏
呼气困难
肺回缩力↓
吸气困难
肺弹性阻力↓ 肺顺应性↑
肺通气的阻力2-非弹性阻力
气道阻力 :气体分子间,气体和气道壁间的摩擦 约占非弹性阻力的80%~90%
惯性阻力 :气流和组织的惯性所产生的阻止肺 通气的力
定义:尽力吸气后,从肺内所能呼出的最大气体量
肺活量=潮气量+补吸气量+补呼气量
正常成年男性3500ml,女性为2500ml
优点:肺活量测量简单,方便,可重复性好
源自文库肺活量可反映肺一次通气的最大能力,在一定程度上 可作为肺通气功能的指标。
缺点:未限制呼气时间,不能充分反映肺组织的弹性 状态和气道的通畅程度。
粘滞阻力 :呼吸时组织相对位移所发生的摩擦
肺通气的阻力2-非弹性阻力
影响气道阻力的因素
气流速度:流速快,阻力大
气流形式:层流阻力小,湍流阻力大 (气流快、管道不规则时,容易发生湍流) 管径大小: R = 1/r4
肺通气的阻力2-非弹性阻力
影响气道管径的因素(自学)
跨壁压 肺实质对气道壁的外向牵引作用 自主神经对气道壁平滑肌活动的调节 化学因素的影响
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