5、生理学课件 呼吸系统 自改PPT

3.胸内压
（1）概念: 胸内压是指胸膜腔内的压力。 （2）测定方法:
间接法:气囊测定食管内压以间接反映胸内压 直接法:
（3）压力: 平静吸气时:胸内压 < 大气压=0.7～1.3kPa 呼气时:胸内压 < 大气压=0.4～0.7kPa
特点: ①平静呼吸时胸 内压始终为负压； ②用力呼吸时负 压变动更大； ③有时可为正压 (如紧闭声门用力呼 吸)。
复习思考题
1.胸膜腔内负压是如何形成的？有什么生理意义？ 2.什么叫肺泡表面张力？肺泡表面活性物质有什 么生理意义？ 3.为什么用生理盐水扩张肺阻力较小？ 4.无效腔对肺泡通气量有何影响？ 5.为什么说时间肺活量更能反映肺通气功能？
第二节
一、气体交换的原理
气体交换
原 • 理：扩散。 动力：膜两侧的气体分压差。 条件：气体的理化特性、膜通透性和面积、分压差。 速率：= 扩散速率（D） 分压差×温度×气体溶解度×扩散面积 = 扩散距离×√分子量 扩散速率与分压差、温度、气体溶解度、扩散面 积呈正比；与扩散距离、分子量的平方根呈反比。 气体的溶解度/分子量的平方根之比为扩散系数。 扩散系数大，扩散速率快。
肺容积和肺容量示意图
2.肺容量
（1) 深吸气量：衡量最大通气潜能的 重要指 标。 （2）功能余气量 生理意义：缓冲Po2和Pco2的变化幅度。 （3）肺总量（TLC）
（4）肺活量、用力肺活量、用力呼气量：
用力肺活量（ FVC ）和用力呼气量（ FEV ）示意图
(二) 肺通气量： ⒈每分通气量＝潮气量×呼吸频率(次/分)
（4）成因: 前提条件:
①有少量浆液的密闭腔； ②肺和胸廓是弹性组织； ③胸廓自然容积>肺容积； ④壁层胸膜紧贴于胸廓内壁, 大气压对其影响极小。 形成因素: 肺 内 压 肺 回 缩 力 (大 气 压) (肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力)
迫使脏层胸膜外移使肺扩张 迫使脏层胸膜回位
两种方向相反作用力的代数和 胸内压＝大气压－肺回缩力 胸内压＝0－肺回缩力
1.厚度：肺纤维化、尘肺、 肺水肿→呼吸膜厚度↑→通 透性↓→气体交换↓； 特别
6层＜1μm厚
在运动时，∵耗氧量↑肺血流速 O2 ↑（=气体交换时间↓），呼吸 CO2 膜厚度↑→气体交换↓↓ 。
2.面积：肺气肿、肺不张、 肺叶切除→呼吸膜面积↓→ 气体交换↓。
(三)通气/血流比值 每分肺通气量（VA）/每分肺血流量（Q） (4.2L/min) (5L/min ＝0.84) 1.VA/Q↑≈肺通气↑或肺血流↓→增大生理无效
⑤化学因素的影响：
◇儿茶酚胺→气道平滑肌舒张。 ◇PGF2α→气道平滑肌收缩；PGE2→气道平滑 肌舒张。 ◇过敏反应时肥大细胞释放的组胺→气道平 滑肌收缩。 ◇吸入气CO2↑→反射性支气管收缩。 ◇哮喘病人的气道上皮合成、释放肺内皮素 ↑→气道平滑肌收缩。
四、肺通气功能评价
(一)肺容积与肺容量 1.肺容积（TV，IRV，ERV,RV)
肺内压＜大气压， 气体经呼吸道入肺
吸 气
②用力呼吸：
用力吸气时，辅助吸气肌也参加，胸廓容积进 一步扩大。 用力呼气时，除吸气肌舒张外，呼气肌也参加 （肋间内肌+腹壁肌收缩），胸廓容积进一步缩小。
③人工呼吸:
基本原理:使肺内与外界大气压间产生压力差 方法:负压吸气式(压胸法) 正压吸气式( 口对口呼吸法，呼吸机)
2.非弹性阻力——气道阻力
⑴气道阻力特点: ①只在呼吸运动时产生； 流速快→阻力大 ②与气体流动形式有关： 层流→阻力小 湍流→阻力大 ③与气道半径的4次方成反比： （R∝1／r4）
⑵影响气道阻力的因素：
①跨壁压：呼吸道内压力高→跨壁压大→管 径被动扩大→阻力↓。 ②肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用： 小气道的弹性组织对无软骨支持的细支气管保 持通畅。 ③气道管壁平滑肌舒缩活动： 迷走N→Ach + M受体→收缩→气道阻力↑ 交感N→NE +β2受体→舒张→气道阻力↓ 非NE非Ach共存递质的调制(如神经肽） ④高气压：如深潜水环境下,由于气体密度 增大,气道阻力增大,呼吸减慢加深,增加了呼 吸肌作功和能量消耗。
（2）胸廓的弹性阻力 胸廓的弹性阻力则是由胸廓的弹性组织 所形成。胸廓的弹性阻力的作用方向，则视 胸廓扩大的程度而异: ①胸廓处于自然位臵时(肺容量≈67％)， 不表现有弹性回缩力； ②胸廓缩小时(肺容量＜67％)，胸廓的 弹性回缩力向外=吸气的动力，呼气的阻力； ③胸廓扩大时(肺容量＞67％)，胸廓的 弹性回缩力向内=吸气的阻力，呼气的动力。
膈肌和肋间外肌舒张， 肋骨和膈肌弹性回位 缩小胸廓上下、前后、 左右径
膈肌收缩使膈顶下移， 增大胸廓的上下径 肋间外肌收缩使肋骨上提, 扩大胸廓前后、左右径 胸廓容积扩大， 肺在胸膜腔负压作用下被动扩张 (因肺无主动扩缩的组织结构)
胸廓容积缩小, 肺被动缩小 肺内压＞大气压， 气体经呼吸道出肺
呼 气
1.呼吸运动 (1)型式:
按呼吸深度分:平静呼吸和用力呼吸； 按动作部位分:胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸。 混合呼吸:正常成人。 腹 • 式呼吸:婴儿、胸膜炎、胸腔积液。 胸式呼吸:严重腹水、腹腔有巨大肿块、 妊娠、肥胖。
(2)频率:
成人:12～18次/分 婴儿:60～70次/分
(3)过程：
①平静呼吸：
肺泡内的液-气界面，因界面层的液体分子 受力不均匀，表现的内聚力（表面张力）方向 是向中心的→使肺泡缩小。
根据Laplace定律: 2T(N/cm) P(N/cm)＝———————— r(cm)
肺泡内压力(P): 与表面张力(T)成正比, 与肺泡半径(r)成反比。
∴肺泡表面张力的作用： a.肺泡回缩→肺通气（吸气）阻力 b.肺泡内压不稳定→肺泡破裂或萎缩 c.促肺泡内液生成→产生肺水肿
= 6～8 L/min
最大通气量=最大限度潮气量×最快呼吸频率(次/分) = 70～120 L/min
最大通气量-每分通气量 通气贮存量百分比= ——————————————————— ×100% 最大通气量 ≥93%(反映通气贮备能力)
2.肺泡通气量＝(潮气量-无效腔量)×呼吸频率
= 4.2～6.3 L/min 解剖无效腔：无气体交换能力的腔（从上呼吸道 →呼吸性细支气管）。 肺泡无效腔：因无血流通过而不能进行气体交换 的肺泡腔。 生理无效腔＝解剖无效腔＋肺泡无效腔
腔→换气效率↓(如心衰、肺动脉栓塞) 2.VA/Q↓≈肺通气↓→增大功能性A-V短路→换 气效率↓（如支哮、肺气肿、支气管栓塞）
Ⅱ.表面活性物质:
来源：肺泡Ⅱ型细胞分 泌，单分子层分布于肺泡 液-气界面上，其密度随肺 泡的张缩而改变。 成分 :二 棕榈酰 卵磷 脂 ( DPL或DPPC )。 作用： a. 降 低 肺 泡 表 面 张 力 →降低吸气阻力； b. 减 少 肺 泡 内 液 的 生 成→防肺水肿的发生;
c.维持肺泡内压的稳定性→防肺泡破裂或萎缩； 吸 气 (呼气) 临床： ●成人肺炎、肺血 肺泡表面积↑ (↓) 栓等→表面活性物质 ↓→肺不张。 DPL分散 (密集) ●6～7个月胎儿才 开 始 分 泌 表 面 活 性 物 降表面张力的作用↓ (↑) 质，故早产儿可因缺 肺泡表面张力↑ (↓) 乏表面活性物质而发 生肺不张和新生儿肺 肺泡回缩 (扩张) 透明膜病→呼吸窘迫 综合征。 防肺泡破裂 (萎陷)
(ml/L) （KPa） （KPa） （KPa）
O2、CO2扩散速率（D）的比较
(二)呼吸膜 正常呼吸膜非常薄，通透性与面积极大(70-80m2)。
①血液流经肺毛细血管全长约需0.7s，而完成气体交换的时间 仅需0.3s(≈前1/3段)=气体交换的时间储备； ②安静状态时仅有40m2参与气体交换=气体交换的面积储备。
百度文库
1.弹性阻力: (1)肺的弹性阻力 ①度量法：=顺应性 =(1/弹性阻力) 顺应性：指在外力作用下弹性组织的可扩张性。
顺应性大= 易扩张 =弹性阻力小 顺应性小=不易扩张=弹性阻力大 肺容积变化(△V) 肺顺应性(CL)= ─────── = 0.2L/cmH2O 跨肺压变化(△P)
‖ 肺内压与胸膜腔内压之差
肺容量变化(△P) 胸廓顺应性＝ ──────── = 0.2L/cmH2O 跨壁压(△P)
（3）影响弹性阻力的因素: ①肺充血、肺不张、表面活性物质减少、 肺纤维化和感染等原因→肺弹性阻力↑(肺顺 应性↓)→吸气困难。 ②肺气肿时→肺弹性成分破坏→肺回缩力 ↓→肺弹性阻力↓(肺顺应性↑)→呼气困难。 故肺顺应性加大并不一定表示肺通气功 能好。 ③肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚、腹内占位 病变等原因→弹性阻力↑(顺应性↓)→但引 起通气障碍的情况较少。
结论： 胸膜腔内负压是脏层胸膜受到两个相反作用力相 互抵消的代数和,经脏层胸膜间接反映在胸膜腔的压 力。
(5)生理意义:
纽带作用； 维持肺处于扩张状态； 促进血液和淋巴液的回流。
（二）肺通气的阻力
呼吸运动产生的动力,在克服肺通气所遇到的阻 力后,方能实现肺通气。阻力增高是临床肺通气障碍 的常见原因。 弹 胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位臵有关 性 阻 肺 力 肺弹性阻力 肺泡表面张力：2/3 通 肺弹性回缩力: 1/3 气 阻 非 气道阻力：与气体流动形式+气道半径有关 力 弹 性 粘滞阻力 阻 常态下可忽略不计 力 惯性阻力
第五章
概 第一节 第二节 肺
呼 吸
述 通 气
气 体 交 换
第三节
第四节
气 体 运 输
呼吸运动的调节
概 述
呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。 呼吸全过程：
第一节
肺
通
气•
一、肺通气概念 二、肺通气结构 血管网 粘液腺 加湿、加温、过滤、清洁 呼 纤 毛 吸 道 迷走N→ACh+M受体→收缩→气道阻力↑ 平滑肌 (故哮喘病人夜间发作较多) 交感N→NE+β2受体→舒张→气道阻力↓ (拟交感药物治疗哮喘)
因肺顺应性还受肺总量的影响，所以应测单位肺容量下 的顺应性，即比顺应性。
测得的肺顺应性（L/cmH2O） 比顺应性= ———————————————————— 肺总量（L）
②来源： 肺的弹性阻力
肺弹性组织回缩力:1/3
肺泡表面张力:2/3
Ⅰ.肺泡表面张力
离体肺在充气和充水时（扩 张肺至相同容积），可见充气所 需的压力＞充水。 说明肺泡内液-气界面（表 面张力）是否存在，与肺的弹性 阻力有着密切关系。
呼吸肌：与肺通气的动力有关
胸膜腔：其负压与肺扩张有关 肺 泡：肺换气的主要场所
三、肺通气原理 （一）肺通气的动力
呼
收 缩
吸 廓
肌 舒 张
缩 小
胸
扩 张 肺 扩 张
脏 缩 小
原动力:呼吸运动 肺内压＜大气压 肺内压＞大气压 是肺通气的原动力。 直接动力:肺内压 吸 气 呼 气 与外界大气压间的压 力差。
(4)特点：
①平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的。 ②用力呼吸时，吸气和呼气都是主动的。 ③平静呼吸时，肋间外肌所起的作用＜膈肌。
2.肺内压:
肺内压是指肺内气道和肺泡内气体的压力。 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。 如：故意闭住声门而作剧烈呼吸运动。
二、肺换气与组织换气
换气动力：分压差 换气方向： 分压高→分压低 换气结果： 肺Ｖ血 组织Ａ血 ↓ ↓ Ａ血 Ｖ血
O2
CO2
肺 换 气 过 程
组 织 换 气 过 程
三、影响气体交换的因素
(一)气体扩散速率 分压差×温度×气体溶解度×扩散面积 = 扩散距离×√分子量 —————————————————————————————————————— 分子量 血浆溶解度 肺泡气 A血 V血 D —————————————————————————————————————— O2 32 21.4 13.9 13.3 5.3 1 CO2 44 515.0 5.3 5.3 6.1 2 ——————————————————————————————————————— ∵CO2的扩散系数是O2的20倍,在同等条件下，CO2的 扩散速率是O2的20倍；但在肺中，由于肺泡气和V血 间分压差的不同，CO2的扩散速率实际约为O2的2倍。 ∴肺功能衰竭患者往往缺O2显著，CO2潴留不明显。