生理学考研--呼吸系统.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,呼 吸 系 统,呼吸系统,肺的通气,肺的换气,气体在血液中的运输,呼吸运动的调节,呼吸过程,呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过,程。,肺通气肺与外界气体的交换,肺换气肺泡与毛细血管之间的气体交换,气体运输血液运输,组织换气血液与细胞之间的气体交换,呼吸过程,空,O2,肺 肺毛细,体 组织毛 组织,细胞内,气,CO2,泡,血管,循环 细血管 细胞,氧化代谢,肺通气 肺气体 血液中 组织,O2,利用,交换 气体运输 气体交换,CO2,产生,外呼吸 内呼吸,第一节：呼吸道功能,一、呼吸道的结构：,1、上呼吸道：鼻、喉,2、下呼吸道：气管、支气管、细支气管,3、肺泡,气管的分支,0 1 2 3 4 17 18 19 20 21 22 23,气 支气 细支气管 呼吸性细支气管 肺泡管 肺泡,管 管 囊,传送带 过滤带及呼吸带,第一节：呼吸道功能,二、呼吸道的功能：,1、保温和湿润作用：上呼吸道，血流丰富,2、防御功能：三道防线,：,1）上呼吸道,：,清除直径10,m,的异物,2）气管至16级终末细支气管：有纤毛的杯状细胞分泌粘液,3）17级至肺泡末端：巨噬细胞,3、反射性反射性防御功能：咳嗽反射,一、肺通气的原理,肺通气的动力,肺通气的阻力,肺通气的原理在于肺通气的动力大于阻力,一、肺通气的动力,（一）呼吸运动：,呼吸肌：吸气肌：肋间外肌、膈肌,呼气肌：肋间内肌、腹肌,呼吸肌的收缩与舒张引起胸廓有节律,地扩大与缩小呼吸运动（吸气运,动和呼气运动）,一、肺通气的动力,1、吸气动作：主动性过程,主要是膈肌和肋间外肌收缩的结果：胸腔变大,2、呼气动作：平静呼吸时是被动过程,主要是收缩肌的舒张所致，用力呼气时肋间内肌和腹肌参与,3、呼吸类型,按照呼吸深度 平静呼吸,用力呼吸,按照参与呼吸运动的肌群,腹式呼吸,胸式呼吸,混合式呼吸,（二）呼吸时肺内压和胸腔内压的变化,1、肺内压 12,mmHg,肺扩张时，肺内压下降,肺缩小时，肺内压升高,2、胸腔内压：胸膜腔：腔内液体,液体的作用：1）分子间内聚力，两膜紧贴,2）粘滞性极低，两膜滑动,胸内压：由作用于胸膜表面的压力间接形成,呼吸时肺内压和胸腔内压的变化,肺内压 12,mmHg,胸腔内压,是大气压和肺回缩力2种相反力的代数之差,胸腔内压=肺内压肺回缩力,呼吸时肺内压和胸腔内压的变化,在呼气末和吸气末：,胸腔内压=大气压肺回缩力,胸腔内压=肺回缩力,（三）肺泡表面张力和表面活性物质,表面张力：,肺泡内壁表面的液体与气体之间形成的趋向于使肺泡缩小的张力。,血浆与组织液 50,dyn/cm2,纯水 70,dyn/cm2,但实际上测得的肺泡实际值比这小510倍,为什么？,（三）肺泡表面张力和表面活性物质,表面活性物质：分布在液体表面，具有 降,低表面张力的作用,成分：二棕榈酰卵磷脂（,DPPC），,由肺泡,II,型上皮细胞合成释放,作用：防止肺泡塌陷,维持各种大小不一的肺泡容量,肺泡回缩力(,p),与表面压力(,T),成正比，与肺 泡半径(,r),成反比。,P=2T/r,表面张力对肺泡大小的影响,r=0.01cm r=0.005 cm,P=2X20/0.01 P=2X20/0.005,=4cmH2O2 =8cmH2O,胸膜腔负压的生理意义,保持肺的扩张状态,促进血液和淋巴液的回流,呕吐反射,反刍,二、肺通气的阻力,弹性阻力,肺弹性阻力 表面张力,肺弹性纤维的弹性回,缩力,胸廓弹性阻力：胸廓扩大超过自然位置时,非弹性阻力,呼吸道阻力、组织的粘滞阻力,四、肺通气功能的评价,肺容量（,肺容纳气体的量,）,（,TLC,）,潮气量,TV,平静呼吸时，每次吸入或呼出的气量,深吸气量,补吸气量,IRV,平静吸气末再尽力吸气能吸入的气,补呼气量,ERV,平静呼气末再尽力呼气能呼出的气量,余气量,RV,最大呼气后肺内仍残留不能呼出的气量,功能余气量,FRC,平静呼气末，肺内所 余留的气量,四、肺通气功能的评价,肺活量与时间肺活量,肺活量（,VC）,作一次最深吸气后，尽力呼气，呼出的最大气,量=补吸气量潮气量补呼气量,时间肺活量：,一次深吸气后，用力呼气，计算1,S、2S、,3S,末呼气量占其肺活量的百分数。正常：83%、,96%、99%,肺总容量：肺活量 余气量,五、肺通气量,每分通气量,：,每分钟内吸入或呼出肺的气,体总量=呼吸频率,X,潮气量,最大通气量,：,最大限度地作深呼吸，,每分钟吸入或呼出的气量,无效腔：,存在于呼吸道的气体是无气体交换的,肺泡通气量,：,每分钟吸入肺泡的新鲜空气,量（有效通气量）。,第三节 气体的交换,一、呼吸气和血液中气体,呼吸气中各种气体容积百分比,吸入气 呼出气 肺泡气,O2 20.96 16.4 14.3,CO2 0.04 4.1 5.6,N2 79.00 79.5 80.1,第三节 气体的交换,气体分压：,液体中的气体分压也称气体张力,标准大气压下（760,mmHg），37,C,时饱和水气压的压力为47,mmHg,肺泡中，氧容积占14.3，那么其分压等于,14.3%,X(760-47),=102mmHg,第三节 气体的交换,气体分压：,液体中的气体分压也称气体张力,氧分压和二氧化碳分压的变化（,mmHg）,肺泡气 动脉血 组织 混合静脉血,氧分压 102 97 35 40,CO2,分压 40 40 4555 46,二、气体的交换,气体交换的原理：扩散原理,气体的分压差,气体的分子量与溶解度,分压差溶解度,气体扩散速率=,分子量,决定气体交换速率的因素,气体的弥散速率,气体弥散的面积和距离,呼吸膜两侧的分压差,呼吸膜,气体交换的过程,肺部交换,组织交换,影响气体交换的因素,影响肺换气的因素,呼吸膜的面积和厚度,肺通气/血流比值：每分钟肺泡通气量和每分钟血流量之比,V/Q=0.84,肺血流量与肺泡通气的配合,气体交换需要两个“泵”,一为气“泵”：呼吸机收缩，气体进入和输出,二为血“泵”：右心室活动，向肺泡输出血量,这两个泵相互配合,以人为例：肺通气量（4,L/min）,/,肺血流量（5,L/min）,0.8,生理意义：比值变小？变大,影响组织换气的因素,组织细胞代谢,血液供应,第四节 气体在血液中的运输,气体运输的形式,物理溶解,化学结合,溶解度：与温度和分压有关,O2,溶解度低，标准情况下(1个大气压，38,C),为2.2,mL/100mL,CO2,较高 为51.1,mL/100mL,二、氧的运输,氧与血红蛋白的结合,血氧饱和度,氧离曲线及其影响因素,血氧饱和度,氧容量：,将每升血液中血红蛋白所能结,合的最大氧气量。201,ml/L,氧含量：,每升血液的实际含氧气量。动,脉：194,ml/L,静脉：144,ml/L,血氧饱和度：,氧含量占氧容量的百分,数,。,动脉：98%；静脉：75%。,氧饱和：足够氧分压时，与,HB,百分之百结合,一克,HB,可结合1.34,mL,氧,血红蛋白与氧结合的特点,1.反应快、可逆、不需要酶催化、受氧分压的影响,2.氧合与氧化,3.可结合4分子氧,4.,两对,alpha,链和两对,beta,链相互作用,5.,血红蛋白与氧结合和解离曲线呈,S,形,氧离曲线,:,表示氧分压和血氧饱和度关系的曲线。,氧离曲线的特点及生理意义,上段：,曲线较平坦，在血氧分压在60100,mmHg，,对血氧饱和度没有影响，保持在90%以上，不至于发生低氧。,氧离曲线的特点及生理意义,中段：,较陡，血氧分压在4060,mmHg,时，血氧分压稍有下降，血氧饱和度下降很大，释放大量的氧，满足机体代谢需要。,氧离曲线的特点及生理意义,下段：,曲线最陡，血氧分压在1540,mmHg，,血氧分压稍有下降，就有大量氧气释放，满足组织活动增强时需要。该段代表了氧气储备,影响氧解离曲线的因素：,血二氧化碳分压、,pH,和温度,PCO2,升高、,pH,减小、温度升高,使氧离曲线右移，血氧饱和度下降，有利于氧气的释放。,PCO2,降低、,pH,升高、温度降低,氧离曲线左移，氧合血红蛋白形成增加。,2，3二磷酸甘油酸,2，3,DPG,升高，氧离曲线右移。,波尔效应,酸度对,Hb,氧亲和力的影响,生理意义：,即可促进结合,又可促进解离,三、二氧化碳的运输,主要以化学结合形式,碳酸氢根离子形式：,CO,2,+H,2,O HCO,3,+H,+,碳酸酐酶,红细胞,K,+,KHCO,3,HB HHB,血浆,HCO,3,Na,+,NaHCO,3,CL,肺,氯转移,二氧化碳的运输,形成碳酸血红蛋白（氨基甲酸血红蛋白）,HB-NH2+CO2 HBNHCOOH,HBNHCOO,+H+,占,CO2,运输的20,第五节 呼吸运动的调节,呼吸的中枢调节,呼吸的反射性调节,第五节 呼吸运动的调节,呼吸运动的两大特点：,1、吸气或呼气，呼吸机有节律的进行收缩,2、吸气或呼气，不断交替进行，不因其它,而中断，如同心脏。,但呼吸机是骨骼肌，没有自律性，不能自动收缩。为什么呼吸活动是不间断交替进行的？,呼吸的中枢调控,呼吸的基本中枢,延髓呼吸中枢：管理呼吸活动的基本中枢,脑桥呼吸中枢：上部-呼吸调整中枢,中下部-长吸中枢,呼吸节律的形成,呼吸的中枢调控,一、脊髓和脑干在呼吸调节中的作用,呼吸肌的运动神经元位于脊髓前角,膈肌的运动神经（膈神经）位于颈段3、4、5节,肋间肌的运动神经主要由胸腰段26节发出,切断胸腰段第六节以下脊髓的影响？,切断颈段第六节以下脊髓的影响？,切断颈段第二节脊髓的影响？,脑干背面观,从上面的实验得出的结论？,1、延髓存在基本呼吸中枢,2、脑桥中部和下部存在长吸中枢？,3、脑桥上1/3部位存在呼吸调整中枢,二、延髓呼吸中枢的特征,1、分为吸气中枢和呼气中枢，重叠现象。,以吸气中枢为主,1)背侧群细胞（包括孤束核）,吸气神经元群，,支配对侧膈肌运动神经元。,可作用于,腹侧群细胞,2)腹侧群细胞：,（1）,疑核迷走神经、舌咽神经支配同侧的呼吸辅助肌,（2）后疑核支配肋间肌的运动神经元：,后疑核的上部主要是吸气神经元90支配对侧,肋间外肌运动神经元,后疑核的下部主要是呼气神经元100支配对侧,肋间内肌运动神经元,2、吸气中枢与呼气中枢的交互抑制,1）吸气神经元兴奋抑制呼气神经元,2）吸气神经元,兴奋引起脊髓吸气运动,神经的兴奋，同时有侧支,通过中间神经元抑制脊髓,呼气运动神经的兴奋。,反过来则反之,3）自动发放节律性冲动：吸气神经元,呼吸节律的形成,延髓吸气切断机制,脑桥呼吸调整中枢,延髓中枢吸气活动发生器,延髓吸气切断机制,脊髓吸气肌运动神经元,肺,牵张感受器,吸气,肺扩张,（+）,（+）,（+）,（+）,（+）,（）,三、呼吸的反射性调节,机械感受器反射,肺牵张反射,：黑伯二氏反射；感受器位于细支气管平滑肌,肺牵张反射,吸气,感受器（气管支气管平肌）,延髓（吸气切断机制,),呼吸肌 呼气,迷走神经,传出神经,三、呼吸的反射性调节,机械感受器反射,呼吸肌的本体感受器反射：肌梭,J,感受器反射：肺毛细血管旁感受器,三、呼吸的反射性调节,防御性反射：,咳嗽反射、喷嚏,反射,化学感受器反射,1）外周化学感受器反射：,主动脉体、颈动脉体,对氧分压降低和该感受器耗氧量升高敏感,动脉血中,CO2,分压升高10,mmHg,才能刺激,血液,pH,值降低0.20.4才能刺激,2）中枢化学感受器反射：,不接受氧分压的刺激，对脑脊液中的变化敏感，对心血管的影响不明确,化学感受器反射,PCO,2,、PO,2,、H,+,（,外周化学感受器）,H,+,（,中枢化学感受器）,颈动脉体和主动脉体,延髓,窦神经和主动脉神经,低,O,2,对呼吸的影响,P O,2,降低到60,mmHg,主要通过外周化学感受器兴奋,适当浓度的,PCO2,是维持呼吸运动的重要生理性刺激。,CO2,对呼吸的刺激作用是通过两条途径实现的。,1.刺激外周化学感受器,2.刺激中枢化学感受器：中枢化学感受器位于延髓腹外侧浅表部位，对,H+,敏感。其周围的细胞外液是脑脊液。血脑屏障和血脑,屏障,对,H+,和,HCO3-,相对不通透，而,CO2,却很容易通过。,当血液中的,PCO2,升高时，,CO2,通过上述屏障进入脑脊液，与其中的,H2O,结合生成,H2CO3，,随即解离出,H+,以刺激中枢化学感受器。再通过一定的神经联系使延髓呼吸中枢神经元兴奋，而增强呼吸。在,PCO2,对呼吸调节的两条途径中，中枢感受器的途径是主要的。在一定范围内，动脉血,PCO2,升高，可以使呼吸加强，但超过一定限度，则可导致呼吸抑制。,缺氧,对呼吸中枢的直接作用是抑制。缺氧对呼吸的刺激作用完全是通过外周化学感受器所实现的反射效应。,*但严重缺氧时,，由于外周化学感受器的兴奋作用不足以克服缺氧对呼吸中枢的抑制作用，则发生呼吸减弱，甚至呼吸停止。,谢谢,