机体与外界环境之间的气体交换过程称为呼吸(respirati....ppt

定义：定义：机体与外界环境之间的气体交换过程称为呼吸机体与外界环境之间的气体交换过程称为呼吸(respiration)(respiration)呼吸的三个环节：外呼吸 气体在血液中的运输内呼吸：血液与组织细胞之间的气体交换过程肺通气外界空气与肺之间的气体交换肺换气肺泡与肺毛细血管之间的气体交换第五章第五章 呼吸呼吸 第一节第一节 肺通气肺通气一、肺通气动力 原动力原动力呼吸运动呼吸运动 直接动力直接动力肺内压与大气压之间的压差肺内压与大气压之间的压差 肺内压肺内压 大气压：气体出肺大气压：气体出肺（一）呼吸运动（一）呼吸运动呼吸肌的舒缩引起胸廓节律地扩大和缩小的运动，称为呼吸运动。1平静呼吸和用力呼吸平静呼吸：吸气：主动主动呼气：被动被动膈肌、肋间外肌收缩胸廓上下,前后,左右径扩大胸廓、肺容积扩大肺内压大气压（12mmHg）气体出肺用力呼吸（深呼吸）：主动主动吸气：除膈肌、肋间外肌收缩外，胸锁乳突肌等也收缩呼气：除膈肌、肋间外肌舒张外，肋间内肌和腹肌等也收缩2 2胸式呼吸和腹式呼吸胸式呼吸和腹式呼吸 n n 肋间外肌为主的呼吸运动肋间外肌为主的呼吸运动胸式呼吸。胸式呼吸。n n 膈肌舒缩为主的呼吸运动膈肌舒缩为主的呼吸运动腹式呼吸。腹式呼吸。n n 正常人为混合式。正常人为混合式。3 3呼吸频率呼吸频率 正常成人安静时呼吸频率为正常成人安静时呼吸频率为12181218次次/min/min。（二）肺内压和胸膜腔内压（二）肺内压和胸膜腔内压n n吸气初肺内压吸气初肺内压 大气压，气体出肺。大气压，气体出肺。n n吸气末或呼气末，肺内压大气压。吸气末或呼气末，肺内压大气压。n n在用力呼吸时，肺内压升降幅度增大。在用力呼吸时，肺内压升降幅度增大。1 1 1、肺内压、肺内压、肺内压、肺内压、肺内压、肺内压2 2、胸膜腔内压、胸膜腔内压(胸内负压胸内负压)n n胸膜腔内的压力称为胸膜腔内压。胸膜腔内的压力称为胸膜腔内压。胸膜腔负压的形成胸膜腔负压的形成 肺的自然容积小于胸廓；肺的自然容积小于胸廓；胸膜腔是密闭潜在的腔隙，胸膜腔是密闭潜在的腔隙，内有少量浆液；内有少量浆液；胸廓、肺均有弹性。胸廓、肺均有弹性。胸内压胸内压=肺内压肺内压-肺回缩力肺回缩力 胸内压胸内压=0-=0-肺回缩力肺回缩力 =-=-肺回缩力肺回缩力 可见，胸膜腔负压是由肺回缩力造成的。可见，胸膜腔负压是由肺回缩力造成的。胸膜壁层胸膜腔肺泡 平静吸气末，胸内压为平静吸气末，胸内压为10105mmHg5mmHg 平静呼气末，胸内压为平静呼气末，胸内压为5 53mmHg3mmHg 紧闭声门用力呼吸时，胸内压紧闭声门用力呼吸时，胸内压 大气压大气压6060110mmHg110mmHg 胸膜腔负压的生理意义胸膜腔负压的生理意义 维持肺的扩张状态，不致因肺的回缩力而萎缩；维持肺的扩张状态，不致因肺的回缩力而萎缩；降低心房、腔静脉和胸导管内的压力，有利于静脉降低心房、腔静脉和胸导管内的压力，有利于静脉 血和淋巴液的回流。血和淋巴液的回流。二、肺通气阻力二、肺通气阻力（一）弹性阻力（一）弹性阻力 占占70%70%弹性组织在外力作用下变形时，具有对抗变形和回位弹性组织在外力作用下变形时，具有对抗变形和回位 的力的力弹性阻力。弹性阻力。肺弹性纤维回缩力（占肺弹性纤维回缩力（占1/31/3）肺泡表面张力（占肺泡表面张力（占2/32/3）肺泡表面张力肺泡表面张力 概念概念概念概念:肺泡表面张力是肺泡内表面液体层肺泡表面张力是肺泡内表面液体层,与肺泡气体形成与肺泡气体形成 液液气界面。气界面。作用作用作用作用:使肺泡回缩，构成吸气阻力。使肺泡回缩，构成吸气阻力。肺泡表面活性物质肺泡表面活性物质肺泡表面活性物质肺泡表面活性物质:是肺泡是肺泡型上皮细胞合成和释放的一种型上皮细胞合成和释放的一种 脂蛋白脂蛋白(二棕榈二棕榈酰卵磷脂酰卵磷脂)作用：作用：降低肺泡表面张力降低肺泡表面张力,减小吸气阻力，利于肺的扩张。减小吸气阻力，利于肺的扩张。防止肺水肿防止肺水肿:(:(肺泡表面张力有吸引肺毛细血管中液体渗入肺泡肺泡表面张力有吸引肺毛细血管中液体渗入肺泡)。维持大小肺泡容积稳定性：维持大小肺泡容积稳定性：(通过肺泡张缩调节密度大小通过肺泡张缩调节密度大小)病理：肺表面活性物质不足可造成肺不张、肺水肿等病理：肺表面活性物质不足可造成肺不张、肺水肿等 新生儿透明膜病。新生儿透明膜病。1 11肺弹性阻力肺弹性阻力肺弹性阻力 （肺回缩力）（肺回缩力）（肺回缩力）n n案例四：案例四：n n某产妇，孕31周顺产一活胎，新生儿出生后出现口唇发绀，呼吸困难。n n请你用所学的呼吸生理学知识分析该患儿出现呼吸困难可能的原因。2 2胸廓弹性阻力胸廓弹性阻力 肺弹性回缩力肺弹性回缩力 是是是肺组织内弹性纤维被拉长而回缩的作用力肺组织内弹性纤维被拉长而回缩的作用力肺组织内弹性纤维被拉长而回缩的作用力,吸气阻力吸气阻力吸气阻力.双向性变化，胸廓自然位置肺容量约为肺总容量的双向性变化，胸廓自然位置肺容量约为肺总容量的双向性变化，胸廓自然位置肺容量约为肺总容量的67%67%67%：3 3肺和胸廓的顺应性肺和胸廓的顺应性 胸廓和肺的弹性阻力通常用顺应性来表示。胸廓和肺的弹性阻力通常用顺应性来表示。顺应性顺应性顺应性顺应性在外力作用下，弹性体的扩张性。在外力作用下，弹性体的扩张性。与弹性阻力成反比关系与弹性阻力成反比关系。C=1/RC=1/R通常以单位压力引起的容积变化来表示:(二二)非弹性阻力非弹性阻力 占占30%30%非弹性阻力包括：1）气道阻力；2）惯性阻力；3）粘滞阻力。影响气道阻力因素1）气道口径：(主要)R=1/r4 (反比)气道阻力占非弹性阻力的80-90%，是气流通过呼吸道时产生的摩擦力。2）气流方式3）气流速度 (正比)气道口径大小受神经,体液调节:交感神经儿茶酚胺气道平滑肌舒张(口径大)迷走神经组织胺慢反应物质气道平滑肌收缩(口径小)三、肺容量与肺通气量三、肺容量与肺通气量（一）肺容量（一）肺容量n n肺容量是指肺容纳气体的量。肺容量是指肺容纳气体的量。n n肺总容量是指肺所能容纳的最大气量。肺总容量是指肺所能容纳的最大气量。n n正常成人男性为正常成人男性为500050006000ml6000ml，女性为女性为350035004500 ml4500 ml。水水气体气体肺活量肺活量肺容量肺容量补呼气量补呼气量潮气量潮气量功功能能残残气气量量残残气气量量补补吸吸气气量量静息时静息时呼气位呼气位基本肺容积和肺容量基本肺容积和肺容量1 1.潮气量潮气量:每次吸入或呼出的气量每次吸入或呼出的气量,平均平均500ml500ml。2.2.肺活量肺活量:作一次最大吸气作一次最大吸气,尽力呼气所能呼出的最大气量。尽力呼气所能呼出的最大气量。肺活量肺活量=潮气量潮气量+补吸气量补吸气量+补呼气量补呼气量 肺活量反映一次呼吸的最大通气能力。肺活量反映一次呼吸的最大通气能力。正常成年男性约为正常成年男性约为3500 ml3500 ml，女性约为女性约为2500 ml2500 ml。3.3.时间肺活量时间肺活量（用力呼气量）（用力呼气量）:概念：深吸气后，用力尽快呼气，计算第概念：深吸气后，用力尽快呼气，计算第1 1、2 2、3 3秒末呼出秒末呼出 的气量占肺活量的百分数。的气量占肺活量的百分数。正常：第正常：第1 1秒末呼出的气量占肺活量秒末呼出的气量占肺活量83%83%。60%60%为异常为异常 第第2 2秒末呼出的气量占肺活量秒末呼出的气量占肺活量96%96%第第3 3秒末呼出的气量占肺活量秒末呼出的气量占肺活量99%99%。呼吸道狭窄或肺弹性呼吸道狭窄或肺弹性时间肺活量时间肺活量（肺活量正常）（肺活量正常）是评价肺通气功能的较好的指标。是评价肺通气功能的较好的指标。（二）肺通气量二）肺通气量1 1每分肺通气量每分肺通气量 单位时间内吸入或呼出肺的气体总量单位时间内吸入或呼出肺的气体总量每分通气量。每分通气量。每分通气量每分通气量=潮气量潮气量呼吸频率呼吸频率 =50012=6L=50012=6Ln n正常成人安静时，每分通气量为正常成人安静时，每分通气量为6 69 9升升/min/min。n n作作深深而而快快的的呼呼吸吸，每每分分钟钟吸吸入入或或呼呼出出的的气气量量最最最最大大大大随意通气量。随意通气量。随意通气量。随意通气量。n n健康成人一般可达健康成人一般可达7070120120升升/min/min。n n最最大大随随意意通通气气量量作作为为估估计计一一个个人人进进行行多多大大运运动动量量的的指标。指标。2肺泡通气量 每分钟吸入肺泡的新鲜空气量每分钟吸入肺泡的新鲜空气量肺泡通气量肺泡通气量 它是与血液进行气体交换的有效通气量。它是与血液进行气体交换的有效通气量。肺泡通气量肺泡通气量 =（潮气量无效腔气量）（潮气量无效腔气量）呼吸频率呼吸频率 =（500 500 150 150）12 124.2 L 4.2 L 从鼻部到终末细支气管的管腔从鼻部到终末细支气管的管腔解剖无效腔解剖无效腔（150ml150ml）解剖无效腔解剖无效腔+肺泡无效腔肺泡无效腔=生理无效腔生理无效腔 每分肺泡通气量每分肺泡通气量 =(=(潮气量潮气量-无效腔量无效腔量)呼吸频率呼吸频率 （500500150150）1212 4200mL4200mL 表表5 51 1深慢呼吸比浅快呼吸的气体交换效率高。每次呼吸肺泡内气体的更新率为1/7。一一一一 、气体交换的原理、气体交换的原理、气体交换的原理、气体交换的原理n n气体交换方式：扩散气体交换方式：扩散n n气体交换动力：气体分压差，决定气体的扩散方向、速率。气体交换动力：气体分压差，决定气体的扩散方向、速率。1 1、气体分压与张力、气体分压与张力 分压：指混合气体中，某种气体的压力。分压：指混合气体中，某种气体的压力。分压总压力分压总压力该气体的容积百分比该气体的容积百分比 气体可以溶解于液体中，气体从液体中逸出的力气体可以溶解于液体中，气体从液体中逸出的力张力张力（分压张力）（分压张力）见表见表5 52 2 第二节第二节第二节第二节第二节第二节 气体的交换气体的交换气体的交换气体的交换气体的交换气体的交换2 2、气体的分子量和溶解度、气体的分子量和溶解度扩散速率（D）与分压差（P）、温度（T）、扩散面积（A）、溶解度（S）成正比；与扩散距离（d）、分子量（MW）的平方根成反比。扩散速率（D）=DP T A S d MW溶解度:CO2/O2（51.5ml/2.14ml1)（100ml)=24倍 分压差:PO2 PCO2 10倍,肺泡内CO2扩散速度为O2 的2倍,故临床先缺O2比CO2 2潴留更明显.二二 、气体交换过程、气体交换过程 1.1.肺换气肺换气 n n肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换肺换气肺换气n n肺换气的结果：静脉血变成动脉血肺换气的结果：静脉血变成动脉血 2.2.组织换组织换气气 n n血液与组织细胞之间的气体交换血液与组织细胞之间的气体交换组织换气组织换气。n n组织换气的结果组织换气的结果：动脉血变为静脉血。动脉血变为静脉血。三三.影响肺换气的因素影响肺换气的因素1 1气体扩散速度气体扩散速度 2呼吸膜的厚度和面积 3通气/血流比值（V/Q）定义：每分肺泡通气量与每分肺血流量之间的比值。定义：每分肺泡通气量与每分肺血流量之间的比值。正常正常=0.84=0.84时，肺换气效率最高时，肺换气效率最高0.840.84肺泡无效腔增大肺泡无效腔增大0.84800ml时,肺顺应性下降，呼吸道牵张较大，引 起肺扩张反射 1）外周负反馈调节。2）动物差异（二）化学感受器反射二）化学感受器反射1CO2对呼吸的影响 COCO2 2是维持呼吸中枢正常兴奋性的生理性刺激。是维持呼吸中枢正常兴奋性的生理性刺激。COCO2 244，呼吸加深加快。呼吸加深加快。COCO2 2 7 7，头昏、头痛。头昏、头痛。COCO2 2 15152020，惊厥、昏迷，呼吸麻痹。惊厥、昏迷，呼吸麻痹。PCO2 S呼吸加深加快 为主中枢化学感受器外周化学感受器2）H+的影响 外周化学感受器H+呼吸加深加快3）低氧对呼吸的影响PO2 外周化学感受器呼吸加深加快临床上，某些严重的慢性呼吸机能障碍（慢支、肺气肿、肺心病）病人应给予低浓度持续氧疗。直接抑制呼吸中枢呼吸麻痹停止（三）呼吸肌本体感受性反射 感受器肌梭.呼吸肌受到牵拉时，通过本体感 受性反射，使受牵拉的肌肉发生收缩。意义：在运动时或气道阻力在过大时，呼吸肌受到较强刺激，使收缩加强，以克服气道阻力。