呼吸系统(生理ppt)

平滑肌
交感N→NE+β2受体→气管舒张
呼吸肌：与肺通气的动力有关
胸膜腔：其负压与肺扩张有关
三、肺通气原理 （一）肺通气的动力
原动力:呼吸运动是肺通气 的原动力。
直接动力:肺内压与外界大 气压间的压力差。
呼
收 缩
吸
胸
肌
舒 张 廓 缩 小
扩 张 肺 扩 张 肺内压＜大气压 吸 气 脏
缩 小 肺内压＞大气压 呼 气
2. O2与Hb结合的特征:
①反应快、可逆、受PO2的影响、不需酶的催化；
②是氧合，非氧化（仍是二价铁）
③ 1分子Hb可与4分子O2可逆结合
100ml血 Hb 结合O2的最大量——氧容量
100ml血 Hb 结合O2的实际量——氧含量 氧含量 ⁄ 氧容量的 %——氧饱和度
④ Hb+O2的结合或解离曲线呈S形
(三) 肺通气量：
1. 每分通气量＝潮气量×呼吸频率(次/分)
最大通气量=最大潮气量×最快呼吸频率(次/分)
2.肺泡通气量＝(潮气量-无效腔量)×呼吸频率
生理无效腔＝解剖无效腔＋肺泡无效腔
第二节
肺换气和组织换气
一、气体交换的原理
•
（一）动力：膜两侧的气体分压差。
（二）速率：= 扩散速率（D）
分压差×温度×气体溶解度×扩散面积
③co与Hb的某亚基结合后，将增加其余三个亚基
对o2的亲和力。
5. Hb本身的性质 Hb的Fe2+ →Fe3+ : Hb失去结合o2的能力（如亚硝酸盐） 异常Hb：Hb的运o2能力↓（如地中海贫血）
胎儿Hb：与o2亲和力＞成人，
三、CO2的运输
(一)物理溶解： 5％
(二)化学结合：95％
⒈ HCO3-的形式：88％
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与气道半径百度文库4次方成反比：
（R∝1／r4）
⑵ 影响气道阻力的因素：
① 跨壁压
② 肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用 ③ 气道管壁平滑肌舒缩活动 ④ 高气压
⑤化学因素的影响：
c.促肺泡内液生成→产生肺水肿
II. 表面活性物质
(DPL或DPPC ) 肺泡Ⅱ型细胞分泌 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; c. 维持肺泡内压的稳定性
表面活性物质的作用
吸 气
(呼气)
肺泡表面积↑
DPL分散 降低表面张力的作用↓ 肺泡表面张力↑ 肺泡回缩
=
扩散距离×√分子量
二、肺换气
（一）换气过程
（二）影响肺部气体交换的因素
1. 气体扩散速率 —————————————————————————————————————— 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 ———————————————————————————————————————
2.中段: 坡度较陡。 PO2降低能促进大量氧离 意义:维持正常时组织 氧供。
下
中
上
3.下段: 坡度更陡。 PO2稍有下降,血氧饱和度就急剧下降。
意义:维持活动时组织氧供。
（四）影响氧离曲线的因素
1. Pco2、 pH Pco2↑pH↓→氧离曲线右移 Pco2↓pH↑→氧离曲线左移
波尔效应 （Bohr effect)：酸度对Hb氧亲和力
1. 呼吸运动
(1) 型式:
按呼吸深度分为:平静呼吸和用力呼吸； 按动作部位分为: 混合呼吸:正常成人。
腹 • 式呼吸:婴儿，胸膜炎、胸腔积液的成人。
胸式呼吸:严重腹水、腹腔有巨大肿块、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：
膈肌收缩使膈顶下移， 肋间外肌收缩使肋骨上提
补呼气量：平静呼气末，再尽力呼气所能呼出的气量。 残气量：最大呼气末尚存留于肺内不能再呼出的气量。
（二）肺容量
机能余气量：余气量＋补呼气量 肺总容量：肺活量＋余气量 肺活量： 补吸气量＋潮气量＋补呼气量 时间肺活量：用力吸气后再用力并快速呼出的气体
量占肺活量的百分数。
注：时间肺活量是评价肺通气功能较好指标
义：肺扩散容量是测定呼吸气通过呼吸膜的
能力的一种指标。
正常值：O2的DL： 21mL· -1· min mmHg-1
CO2的DL：400～450mL· -1· min mmHg-1
第三节
一、运输形式:
气 体 运 输
（一）物理溶解:气体直接溶解于血浆中。
特征:①量小； ②溶解量与分压呈正比：
（二）化学结合:气体与某些物质进行化学结合。 特征:量大,• 要运输形式。 主
◇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。 ◇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、肺容量和肺通气量
(一)肺容积
潮气量：每次呼吸时吸入或呼出的气量。
补吸气量：平静吸气末，再尽力吸气所能吸入的气体的量。
3. 2，3，二磷酸甘油酸 （2,3-DPG）
(1)高原缺氧→ RBC无氧代谢↑ →2,3DPG↑→氧离
曲线右移→氧离易
(2)大量输入冷冻血→2,3DPG↓→氧离曲线左移 →氧离难
4. Pco↑ Pco↑→曲线左移→氧离难
①co与Hb亲和力 为 o2与Hb亲和力 250 倍；
②co与Hb的结合位点与o2相同；
（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↑
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。 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↓)
(1)反应过程：
碳酸酐酶
CO2＋H2O
H2CO3
HCO3-＋H+
(2)反应特征:
① 极快且可逆，反应方向取决PCO2差；
(↓)
(密集) (↑) (↓) 肺泡扩张
防肺泡破裂
防止肺泡萎陷
临床：
● 成人肺炎、肺血栓等→表面活性物质↓→肺不张。 ● 6～7个月胎儿才开始分泌表面活性物质，故早产儿可 因缺乏表面活性物质而发生肺不张和新生儿肺透明膜病→
呼吸窘迫综合征。
● 成年人经受巨大创伤，表面活性物质合成，亦会产 生呼吸窘迫综合征。
（4）胸内压的成因:
肺 内 压 (大 气 压) 肺 回 缩 力 (肺弹性组织回缩力 和肺泡表面张力) 迫使脏层胸膜回位
迫使脏层胸膜外移 使肺扩张
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
结论：
胸膜腔内负压是脏层胸膜受到的两个相反作用力
的代数和,经脏层胸膜间接反映在胸膜腔的压力。
物理溶解
化学结合
二、氧的运输
(一)物理溶解：(1.5%) (二)化学结合:(98.5%)
⒈ O2与Hb的可逆性结合:
Hb + O2 暗红色 PO2↑(氧合) HbO2
PO2↓(氧离)
鲜红色
当表浅毛细血管床血液中去氧Hb达5g/100ml以上， 呈蓝紫色称紫绀（一般是缺O2的标志）。
PO2↑ (氧合) PO2↓ (氧离)
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。 肺泡表面张力的后果： a.肺泡回缩→形成肺通气（吸气）阻力 b.肺泡内压不稳定→肺泡破裂或萎缩
在同等条件下，CO2的扩散速率是O2的20倍； 在肺中，CO2的扩散速率实际约为O2的2倍。
(ml/L) （KPa） （KPa） （KPa）
O2、CO2扩散速率（D）的比较
2.呼吸膜 (1)厚度 6层＜1μ m厚：呼吸膜厚度↑→气体交换↓
(2)面积：呼吸膜面积↓→气体交换↓。
O2 CO2
3.通气/血流比值
第五章
概 第一节 第二节
呼 吸
述 肺 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：外呼吸－血液运输－内呼吸
第一节
肺
通
气•
一、肺通气概念：肺与外界的气体交换 二、肺通气结构
呼 吸 道 血管网 粘液腺 纤 毛 加湿、加温、过滤、清洁 迷走N→ACh+M受体→气管收缩
每分肺通气量（VA）/每分肺血流量（Q）
1.VA/Q↑: 肺通气↑或肺血流↓→增大生理无效腔→
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）
4.肺扩散容量（DL）
概 意 念：指气体在单位分压差作用下每分钟通过
呼吸膜扩散的体积。
（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。
①胸廓处于自然位置时(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， 为吸气的动力、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，
为吸气的阻力、呼气的动力。
肺容量变化(△P) 胸廓顺应性＝ ──────── = 0.2L/cmH2O 跨壁压(△P)
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。
肺容积变化(△V) ─────── = 0.2L/cmH2O 跨肺压变化(△P)
肺顺应性(CL)=
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
的影响
(1) [H+]↑→促进Hb盐键形成→Hb构型变为T型→Hb
与O2亲和力↓→氧离曲线右移→氧离容易（组织）
(2) [H+] ↓→促进Hb盐键断裂→Hb构型变为R型
→Hb与O2亲和力↑→氧离曲线左移→氧合容易（肺） 意义：①在肺脏促进氧合
②在组织促进氧离。
2.温度
(1) T↑→氧离曲线右移→氧离易 如：组织代谢↑→局部 T↑+CO2↑H+↑→曲线右移 →氧离易 (2)T↓→氧离曲线左移→氧离难 如：低温麻醉时，应防组织缺O2 冬天，末梢循环↓+氧离难→局部红、易冻伤
(5)生理意义:
① 纽带作用，联系肺与胸壁；
② 维持肺处于扩张状态；
③ 促进血液和淋巴液的回流。
（二）肺通气的阻力
弹 胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关 性 阻 肺泡表面张力：2/3 力 肺弹性阻力 肺 肺弹性回缩力: 1/3 通 气 阻 力 非 气道阻力：与气体流动形式和气道半径有关 弹 粘滞阻力 性 常态下可忽略不计 阻 力 惯性阻力
胸廓容积扩大，肺在胸膜 腔负压作用下被动扩张
肺内压＜大气压， 气体经呼吸道入肺
吸
气
膈肌和肋间外肌舒张 肋骨和膈肌弹性回位
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
②用力呼吸：
用力吸气时，辅助吸气肌也参加。 用力呼气时，除吸气肌舒张外，呼气肌（肋间内 肌、腹壁肌）也收缩。
(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，膈肌所起的作用 肋间外肌。
2. 肺内压:
肺内压是指肺内气道和肺泡内气体的压力。 肺内压的变化： 平静吸气初:肺内压 < 大气压 →气流入肺 平静吸气末:肺内压 = 大气压 →气流停止流动 平静呼气初:肺内压 > 大气压 →气流出肺 平静呼气末:肺内压 = 大气压 →气流停止流动
机制：与Hb 的变构有关：
氧合Hb 为疏松型（R型）
去氧Hb 为紧密型（T型） R型的亲O2力为T型的数百倍 即当Hb某亚基与O2结合→Hb变构→其他亚基的亲 O2力↑→Hb4个亚基的协同效应便呈现S形的氧离曲线 特征
氧 解 离 曲 线
（三）氧离曲线特征 及生理意义
1.上段:坡度较平坦。
表明： PO2 变化大时，血氧 饱和度变化小。 意义: 保证低氧分压时的 高载氧能力。
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）压力数值:
平静吸气时: 胸内压 < 大气压（-0.7～-1.3kPa) 平静呼气时: 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)。