人体解剖生理学完整课件----呼吸

呼吸过程：平静呼吸
（1）吸气运动（主动过程）
膈肌和肋间外肌收缩 → 膈顶下降、
肋骨和胸骨上举、肋骨下缘外翻→胸腔上
下径、前后径、左右径↑→ 胸腔容量↑ →
肺被动扩张→肺容积↑→肺内压↓<大气压
→外界气体进入肺泡（主动吸气）
呼吸过程：平静呼吸
（2）呼气运动（被动过程）
膈肌、肋间外肌舒张→膈顶上升、肋
3．2,3-二磷酸甘油酸(2,3－DPG)
升高 降低 右移 2,3-DPG浓度 →Hb对O2亲和力 →氧解离曲线 降低 增加 左移
机制： ②2,3-DPG可提高H+ 浓度，通过波尔效应影响
Hb对O2的亲和力。
①2,3-DPG与Hbβ链形成盐键，促使Hb变成T型；
4．Hb的自身性质的影响
① Hb的Fe2+氧化成Fe3+，即失去运O2 能力； ② 胎儿Hb对O2的亲和力大，有助于 胎儿血液流经胎盘时从母体摄取O2； ③ 异常的Hb运O2功能降低； ④ CO的影响：妨碍Hb与O2的结合， 同时妨碍对O2的解离。
15.2 50.0
15.31 52.91
二、O2的运输
形式：物理溶解（1.5%） 化学结合（98.5%） T型：
紧密型
去氧Hb
R型：
疏松型
氧合Hb
Hb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 属氧合反应 ③ 血红素Fe 2+与珠蛋白组氨酸结合后， 作用点才起作用 ④ 1分子Hb可结合4分子O2 ⑤ 氧离曲线呈S形
通 气 贮 量＝ 百分比
×100%
最大通气量
正常值等于或大于93%，反映通气的贮备能力。
（二） 无效腔
解剖无效腔
无效腔
生理无效腔＝解剖无效腔＋肺泡无效腔
肺泡通气量
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 （次/min） （ml） （ml/min）（ml/min）
（一）肺通气的动力
吸气肌收缩
吸气肌舒张 胸廓缩小
胸廓扩大
吸气 肺缩小
肺扩张
肺内压<大气压 肺内压>大气压
呼气
二、肺通气原理
（一）肺通气的动力
直接动力：肺泡内压力与大气压力 之差。
原动力：
呼吸运动。
1.呼吸运动
呼吸肌收缩、舒 张所造成的胸廓扩 大和缩小。 膈肌
呼吸肌

• 3 辅助呼吸肌 1 吸气肌 • 2 呼气肌 肋间内肌 斜角肌 膈肌 腹壁肌 胸锁乳突肌 肋间外肌 胸肌 背肌
骨和胸骨复位→ 胸廓回位→ 胸腔容积↓ →
肺弹性回缩→肺容积↓ →肺内压力升高并
大于大气压→气体由肺排出（被动呼气）
呼吸过程：用力呼吸
机体活动时或异常情况下（缺氧或 二氧化碳分压升高）引起深而快的呼吸， 也称深呼吸。
特点：吸气和呼气都是主动运动。
呼吸的表现形式：
用力程度：平静呼吸
用力呼吸 呼吸困难
→气体出肺外流进入大气→呼气
2.肺内压
吸气初：肺内压
肺泡内的压力。
吸气开始 吸气停止
< 大气压 吸气末：肺内压 = 大气压
呼气初：肺内压
> 大气压 呼气末：肺内压 = 大气压
呼气开始 呼气停止
负压人工呼吸
正压人工呼吸
3.胸内压

胸膜腔内的压力。
测量：直接法 间接法
胸内压形成
以胸膜腔密闭且含浆液为条件 胸廓生长>肺生长
气多或血少 V/Q↑ 肺泡无效腔↑
气少或血多 V/Q↓ A-V短路
换气效率低
通气／血流比值
三、组织换气
血液与组织细胞之间的气体交换过程。
肺 换 气 与 组 织 换 气 示 意 图
第三节 气体在血液中的运输
肺泡
O2 溶解的O2
血
结合的O2
液
溶解的O2
组织
O2
CO2
溶解的CO2
结合的CO2
溶解的CO2
影 响 氧 解 离 曲 线 的 因 素
二、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．碳酸氢盐（88%）
CO2 + H2O
CA
RBC
H2CO3
HCO3- + H+
Cl（氯转移）
组织： 肺：
2．氨基甲酸血红蛋白（7%）
HbNH2O2＋H+＋CO2 HbNHCOOH＋O2
肺顺应性
2）比顺应性
=实测肺顺应性／肺总量
3）肺弹性阻力来源：①来自性纤维及胶原纤维1/3
肺扩张↑ →肺弹性纤维，胶原纤维被 牵拉↑ →肺的弹性回缩力↑ →弹性阻力↑ →肺性顺应性↓
②表面张力
2/3
（液—气界面）
表面张力的作用：
使液体表面积缩小。
（肺塌陷）
表面张力对肺泡的作用
表面活性物质产生：
第五章
胡志苹
呼吸
医学生理学教研室
呼吸环节：
1 外呼吸（肺通气+ 肺换气）
2 气体在血液中的运输 3 内呼吸（组织换气）
第一节
肺通气
肺与外界环 境之间的气 体交换过程。
二、肺通气原理
气体进出肺取决两方面因素： 动力：大气压与肺内压之间的压力差； 阻力：弹性阻力和非弹性阻力。
二、肺通气原理


胸廓容积>肺容积 胸廓将肺拉大
肺回缩 胸内负压



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~ -10 mmHg

胸内压作用：
①维持肺泡扩张 状态，使 肺 随胸廓运动而 运动。 ② 利于静脉血 及组织液回流
呼吸运动（原动力）
CO2
一、O2、CO2在血中存在的形式
形式：物理溶解、化学结合
气体分压×溶解度
溶解度＝
温度
血液O2和CO2的含量
（ml/100ml血液） 动脉血 物理 化学 溶解 结合 静脉血 化学 结合
合 计
物理 溶解
合 计
O2 0.31 CO2 2.53
20.0 20.31 46.4 48.93
0.11 2.91
Hb氧容量
100ml血的Hb所能结合的最 大氧量。
Hb氧含量 Hb氧饱和度
100血的Hb实际结合的氧量。 Hb氧含量和Hb氧容量的 百分比。
氧解离曲线
氧解离曲线是反映O2与Hb氧结合
量或氧饱和度关系的曲线。
表明在一定范围内，血红蛋白氧饱 和度与氧分压正相关。
氧解离曲线
1．氧离曲线上段 Hb与O2 结合部分， 曲线平坦，PO2 的变 化 对 Hb 氧 饱 和 度 影 响不大。 2．氧离曲线中段 曲线坡度较陡， PO2 稍有降低，氧饱 和度就明显减小 。 3．氧离曲线下段 HbO2解离出O2， 曲线坡度最陡，PO2 稍降低，HbO2就大 大下降。代表了O2 的储备。
5）胸廓顺应性
胸廓的顺应性＝
△V（胸腔容积）
△P（跨胸壁压）
肥胖、胸廓畸形 胸膜增厚 腹内占位病变

胸廓顺应性
2.非弹性阻力
①惯性阻力 ②粘滞阻力 ③气道阻力
流速快、湍流、管径小 流速慢、层流、管径大 气道阻力大 气道阻力小
影响气道管径的主要因素
（1）跨壁压 （2）肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用 （3）自主神经对气道平滑肌舒缩活动的调节 （4）化学因素的影响
影响氧解离曲线的因素
1．pH（[H+]）和PCO2的影响 2．温度的影响 3．2，3－二磷酸甘油酸（2，3－DPG） 4．Hb的自身性质的影响
（1）pH的影响
★ 波尔效应 酸度对Hb氧亲和力的这种影响称为波尔效应。 波尔效应的机制： ① pH降低（[H+]升高）→与Hb多肽链氨基酸 残基结合→盐键形成→Hb分子变构为T型→Hb 对O2亲和力降低→ P50增大→曲线右移 ② pH升高（[H+]降低） →盐键断裂释放出H+ →Hb分子变构为R型→Hb对O2亲和力增加→ P50 降低→曲线左移
三、基本肺容积、肺容量 （二）肺容量
1. 深吸气量（IC）
从平静呼气末作最大吸气时所能 吸入的气量，它是潮气量与补吸气 量之和，衡量最大通气潜能。 2. 肺活量（VC） 尽力吸气后，从肺内所能呼出的 最大气量，是潮气量、补吸气量和 补呼气量之和。
三、基本肺容积、肺容量 （二）肺容量
3. 用力肺活量（FVC） 指尽最大吸气后，尽力尽快呼气所能呼出的 最大气量。 4. 功能残气量（FRC） 平静呼气末尚存留于肺内的气量，等于残气 量与补呼气量之和，有缓冲作用。 5. 肺总量（TLC） 肺所能容纳的最大气量，等于肺活量与残 气量之和。
肺 泡 与 肺 血
二、肺换气
（一）过
程
肺泡与毛细血管
之间的气体交换
过程。
（二）影响因素
1. 呼吸膜厚度
呈反变关系 肺纤维化 肺水肿 增厚
（二）影响因素
2.呼吸膜面积 呈正变关系 运动时面积增大； 肺不张、肺实变、 肺Cap闭塞时面积减小
（二）影响因素
3.通气/血流比值（V/Q=0.84）
每分肺 泡通气量和 每分肺血流 量的比值。
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
1.弹性阻力（ R ）和顺应性（C ）
弹性阻力：弹性组织对抗外力引起的变
形而产生的回位力。
顺
应 性：弹性组织在外力作用下的可
扩展性。 C＝△V/△P
顺应性与弹性阻力成反变关系：C=1／R
（二）肺通气的阻力
1.弹性阻力（ R ）和顺应性（C ）
呼吸功
在呼吸过程中，呼吸肌为克服弹性阻力
和非弹性阻力而实现肺通气所作的功称为呼
吸功。
平静呼吸时，每分钟约为0.3~0.6kg· m， 其中2/3用来克服弹性阻力，1/3用来克服非 弹性阻力。
三、基本肺容积、肺容量 （一）基本肺容积
1. 潮气量 （TV） 每次呼吸时吸入或呼出的气量为潮气量。 2. 补吸气量 （IRV） 平静吸气末，再做最大吸气所能吸入的气量。 3. 补呼气量（EVR） 平静呼气末，再做最大呼气所能呼出的气体量 4. 余气量（RV） 最大呼气末尚存留于肺内不能再呼出的气量。
① 无需酶的催化， ② 反应迅速、可逆， ③ 主要调节因素是Hb氧合作用。
（二）CO2解离曲线
血液中CO2含量与PCO2的关系曲线
叫做CO2解离曲线。
①血液CO2 含量随PCO2 上升而增加， 几乎成线性 关系，且无 饱和点。
②在相同 PCO2 条件下， 静 脉 血 的 CO2 量 比 动 脉血含量高。
肺容积变化（△V） 肺顺应性（CL）＝ 跨肺压的变化（△P）
1)肺静态顺应性曲线
1)肺静态顺应性曲线
a．曲线的斜 率大，表示顺应 性大，弹性阻力 小；曲线中段斜 率最大.
吸气
呼气
b．曲线的 斜率小，表示顺 应性小，弹性阻 力大。
肺充血、肺不张、肺纤维化 表面活性物质减少

肺顺 应性

肺气肿

肺泡Ⅱ型细胞分泌的二棕榈酰卵磷脂(DPPC)
表面活性物质作用
降低表面张力:
① 维持大小肺泡容积稳定 小肺泡DPPC密度大，T较小 ② 减小肺间质和肺内的组织液生成，
防止肺水肿的发生；防止肺不张。
③ 降低吸气阻力，减少吸气作功。
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 肺容量 > 67%肺总量时 呼气动力 吸气阻力
安静时的呼吸 加深加快的呼吸
• 呼吸肌参与： 腹式呼吸 膈肌活动为主 胸式呼吸 肋间外肌活动为主 混合式呼吸
2.肺内压
肺泡内的压力。
吸气→胸廓扩大→肺扩张→肺容积增 大→肺内压下降→小于大气压1~2mmHg →气体入肺→肺内压渐增→肺内压=大气压 →吸气肌舒张→胸廓、肺回位→肺容积减
小→肺内压增大→大于大气压1~2mmHg
（三）O2与Hb的结合对CO2运输的影响
16 8 32 500 1000 250 8000 8000 8000 5600 6800 3200
无效腔与肺泡通气量
每次呼吸使肺泡内气体更新换气1/7 深慢呼吸利于气体交换
第二节
气体交换
一、气体交换的原理
形式：气体单纯扩散 动力：气体分压（张力）差
分压差×扩散面积×溶解度×温度 D = 扩散距离×分子量平方根
（2）PCO2的影响
① PCO2改变时，可通过改变pH发生
间接效应；
② 通过CO2与Hb结合影响Hb与O2的
亲和力，这一效应对氧解离曲线的
影响较小。
2．温度的影响
① 温度升高，氧解离曲线左移，促进O2 的释放； ② 温度降低，曲线左移，不利于O2的释 放。
温度对氧解离曲线的影响，可能与温 度影响了H+ 的活度有关：温度升高，H+ 活度增加，降低了Hb对O2的亲和力。
肺活量
最大吸气后，从肺内所能呼出的最大气量。 意义：反映肺一次通气的最大能力
时间肺活量
最大吸气后以最快速度呼气，第1、2、 3秒末呼出气量占肺活量的百分数。
时间肺活量的意义：
反映一次呼吸的最大通气量及肺 通气的动态功能
四、肺通气量 （一）每分通气量
每分通气量 最大通气量 每分钟进或出肺的气体总量。 尽力作深快呼吸时，每分钟 所能吸入或呼出的最大气量。 最大 通气量 每分平静 通气量