生理学第五章.ppt

第五章第五章 呼呼 吸吸第一节第一节 肺肺 通通 气气第三节第三节 气体在血液中的运输气体在血液中的运输第四节第四节 呼吸运动的调节呼吸运动的调节第二节第二节 肺换气和组织换气肺换气和组织换气 概概 述述Chapter 5 Respiration【目的与要求目的与要求】熟悉呼吸的概念及呼吸的基本过程。熟悉呼吸的概念及呼吸的基本过程。了解呼吸器官的结构特点及功能意义。了解呼吸器官的结构特点及功能意义。掌握肺内压的变化掌握肺内压的变化，胸膜腔负压的形成及意义，肺表面活性胸膜腔负压的形成及意义，肺表面活性物质的来源及意义，用力呼气量及肺泡通气量的概念及意义。物质的来源及意义，用力呼气量及肺泡通气量的概念及意义。掌握肺换气的原理和影响因素，肺通气掌握肺换气的原理和影响因素，肺通气/血流比值的概念和意血流比值的概念和意义。义。熟悉气体运输的形式，掌握氧与熟悉气体运输的形式，掌握氧与Hb结合的特征、氧解离曲线结合的特征、氧解离曲线的概念及影响因素。的概念及影响因素。熟悉呼吸中枢的概念和部位，掌握化学感受器的种类和化学熟悉呼吸中枢的概念和部位，掌握化学感受器的种类和化学性因素调节的途径。性因素调节的途径。熟悉肺牵张反射的概念及意义。熟悉肺牵张反射的概念及意义。概概 述述呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。呼吸全过程：呼吸全过程：The gas exchange between the body and the external environment is named respiration.呼吸三个相互衔接并同时进行的过程呼吸三个相互衔接并同时进行的过程1.1.外呼吸外呼吸：包括：包括肺通气肺通气和和肺换气肺换气2.2.气体在血液中的运输气体在血液中的运输3.3.内呼吸内呼吸：组织组织细胞与细胞与组织毛细血管之间组织毛细血管之间 的的气体交换气体交换以及组织以及组织细胞细胞内的生物氧化过程内的生物氧化过程概概 述述 呼吸道和肺的结构与功能呼吸道和肺的结构与功能呼吸道呼吸道上呼吸道上呼吸道下呼吸道下呼吸道呼吸道：呼吸道：具有加温、加具有加温、加湿、过滤和清洁作用湿、过滤和清洁作用一、呼吸道一、呼吸道（Airway)：呼吸道的平滑肌受神经、体液因素的调节呼吸道的平滑肌受神经、体液因素的调节 植物神经系统植物神经系统：副交感神经使呼吸道：副交感神经使呼吸道平滑肌收缩平滑肌收缩 交感神经使呼吸道交感神经使呼吸道平滑肌舒张平滑肌舒张收缩：组织胺、收缩：组织胺、5-HT、内皮、内皮素、缓激肽素、缓激肽舒张：儿茶酚胺、舒张：儿茶酚胺、PGE2、氨茶碱氨茶碱化学因素化学因素肺泡上皮细胞肺泡上皮细胞 型细胞型细胞型细胞型细胞二、肺泡二、肺泡1、肺泡上皮、肺泡上皮Alveolar epitheliumI I型细胞：型细胞：扁平形扁平形,占肺泡面积占肺泡面积95%95%气体交换气体交换IIII型细胞：型细胞：球形球形或立方形，占肺或立方形，占肺泡面积泡面积5%5%合成合成和分泌表面活性和分泌表面活性物质物质2.2.呼吸膜呼吸膜 Respiratory Respiratory membranemembrane定义：肺泡与肺毛定义：肺泡与肺毛细血管间进行气体细血管间进行气体交换所通过的组织交换所通过的组织结构。（即气结构。（即气-血屏障）血屏障）电镜下，呼吸膜由六层结构组成：电镜下，呼吸膜由六层结构组成：1 1、含肺泡表面活性物质的液体层、含肺泡表面活性物质的液体层2 2、肺泡上皮细胞层、肺泡上皮细胞层3 3、上皮细胞基膜层、上皮细胞基膜层4 4、间质层、间质层5 5、内皮细胞基膜层、内皮细胞基膜层6 6、毛细血管内皮细胞层、毛细血管内皮细胞层3、肺泡表面活性物质：肺泡表面活性物质：三、胸廓三、胸廓 第一节第一节 肺肺 通通 气气 （pulmonary ventilationpulmonary ventilation）肺通气肺通气是指肺与外界环境之间的气体交换是指肺与外界环境之间的气体交换 肺通气的直接动力：肺通气的直接动力：肺内压与大气压之间的压力差肺内压与大气压之间的压力差 肺通气的原动力：呼吸运动肺通气的原动力：呼吸运动 (respiratory movement)(respiratory movement)呼吸运动（原动力）呼吸运动（原动力）胸内压变化（间接动力）胸内压变化（间接动力）肺内压与大气压差变化（直接动力）肺内压与大气压差变化（直接动力）肺通气肺通气一、肺通气的动力一、肺通气的动力 吸气肌吸气肌 收收缩（呼气肌）（呼气肌）舒舒张胸廓胸廓 扩大和大和 缩小小肺内肺内压降低降低大气大气压 呼气呼气肺肺扩大和大和缩小小浆液内聚力液内聚力 胸内胸内负压呼吸运动呼吸运动原动力原动力肺内压与大气压的压力差肺内压与大气压的压力差直接动力直接动力呼吸肌呼吸肌呼气肌呼气肌 呼吸运动呼吸运动呼吸运动呼吸运动：呼吸肌的收缩和舒张引起的胸呼吸肌的收缩和舒张引起的胸呼吸肌的收缩和舒张引起的胸呼吸肌的收缩和舒张引起的胸 廓节律性扩张与缩小。廓节律性扩张与缩小。廓节律性扩张与缩小。廓节律性扩张与缩小。吸气肌吸气肌腹壁肌腹壁肌肋间内肌肋间内肌肋间外肌肋间外肌膈肌膈肌（一）呼吸运动（一）呼吸运动(respiration movement)平静呼吸平静呼吸平静呼吸平静呼吸(eupneaeupneaeupneaeupnea)：安安安安静状态下静状态下静状态下静状态下平稳而均匀的平稳而均匀的平稳而均匀的平稳而均匀的自然自然自然自然呼吸。呼吸。呼吸。呼吸。吸气：主动过程吸气：主动过程 呼气：被动过程呼气：被动过程用力呼吸用力呼吸用力呼吸用力呼吸(forced(forced(forced(forced breathing)breathing)breathing)breathing)：加深加快加深加快加深加快加深加快的呼吸的呼吸的呼吸的呼吸。呼气：主动过程呼气：主动过程 吸气：主动过程吸气：主动过程平静呼吸过程平静呼吸过程：肺内压大气压，肺内压大气压，气体经呼吸道出肺气体经呼吸道出肺胸廓容积缩小胸廓容积缩小,肺被动缩小肺被动缩小膈肌和肋间外肌舒张，膈肌和肋间外肌舒张，肋骨和膈肌弹性回位，肋骨和膈肌弹性回位，缩小胸廓缩小胸廓上下上下、前后前后、左右径左右径肺内压大气压，肺内压大气压，气体经呼吸道入肺气体经呼吸道入肺胸廓容积扩大，胸廓容积扩大，肺在胸膜腔负压作用下被动扩张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因肺无主动扩缩的组织结构)膈肌收缩使膈顶下移，膈肌收缩使膈顶下移，增大胸廓的上下径增大胸廓的上下径肋间外肌收缩使肋骨上提肋间外肌收缩使肋骨上提,扩大胸廓前后、左右径扩大胸廓前后、左右径 吸吸 气气 呼呼 气气 用力呼吸用力呼吸：用用力力吸吸气气时时，辅辅助助吸吸气气肌肌也也参参加加，胸胸廓廓容容积积进进一步扩大。一步扩大。用力呼气时，除吸气肌舒张外，呼气肌也参加用力呼气时，除吸气肌舒张外，呼气肌也参加（肋间内肌（肋间内肌+腹壁肌收缩），胸廓容积进一步缩小。腹壁肌收缩），胸廓容积进一步缩小。人工呼吸人工呼吸:基本原理基本原理:使肺内与外界大气压间产生压力差使肺内与外界大气压间产生压力差 方法方法:负压吸气式负压吸气式(压胸法压胸法)正压吸气式正压吸气式(口对口呼吸法，呼吸机口对口呼吸法，呼吸机)根据参与呼吸运动的肌群不同分为：根据参与呼吸运动的肌群不同分为：腹式呼吸腹式呼吸(abdominal breathing):以膈肌舒缩活以膈肌舒缩活 动为主的呼吸运动。动为主的呼吸运动。胸式呼吸胸式呼吸(thoracic breathing):以肋间外肌舒缩以肋间外肌舒缩 活动为主的呼吸运动。活动为主的呼吸运动。混合式呼吸混合式呼吸呼吸暂停、声带开放、呼吸道通畅时：呼吸暂停、声带开放、呼吸道通畅时：肺内压肺内压大气压大气压呼吸运动过程中肺内压的周期性交替升降呼吸运动过程中肺内压的周期性交替升降 肺肺内压和大气压之间的压力差内压和大气压之间的压力差 推动气体进出肺推动气体进出肺的直接动力的直接动力1.肺内压肺内压(intrapulmonary pressure)是指肺内气道和肺泡内气体的压力。是指肺内气道和肺泡内气体的压力。（二）呼吸时肺内压和胸膜腔内压的变化（二）呼吸时肺内压和胸膜腔内压的变化吸气初：肺内压吸气初：肺内压 大气压大气压 呼气开始呼气开始呼气末：肺内压呼气末：肺内压=大气压大气压 呼气停止呼气停止呼气末呼气末吸气末吸气末（1）胸膜腔胸膜腔：位于两层胸膜之间的潜在、密闭的腔隙，：位于两层胸膜之间的潜在、密闭的腔隙，其内仅少量浆液其内仅少量浆液2.胸膜腔内压胸膜腔内压(intrapleural pressure)（2）胸膜腔胸膜腔内压内压：胸膜腔内的压力。：胸膜腔内的压力。测量：直接法测量：直接法 间接法间接法2.胸膜腔内压胸膜腔内压(intrapleural pressure)以胸膜腔密闭且含浆液为条件以胸膜腔密闭且含浆液为条件胸廓生长胸廓生长肺生长肺生长胸廓容积胸廓容积肺容积肺容积 胸廓将肺拉大胸廓将肺拉大肺回缩肺回缩 胸内负压胸内负压胸膜腔负压的前提条件胸膜腔负压的前提条件:胸膜腔负压的形成因素胸膜腔负压的形成因素:两两种方向相反作用力的代数和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大气压肺回缩力胸内压胸内压0 0肺回缩力肺回缩力迫使脏层胸膜回位迫使脏层胸膜回位迫使脏层胸膜外移使肺扩张迫使脏层胸膜外移使肺扩张(肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力)肺肺 回回 缩缩 力力 (大大 气气 压压)肺肺 内内 压压 胸膜腔内压胸膜腔内压=肺内压肺内压 肺回缩力肺回缩力 在吸气末或呼气末在吸气末或呼气末 胸膜腔内压胸膜腔内压=大气压大气压 肺回缩力肺回缩力 以大气压为以大气压为0，胸膜腔内压，胸膜腔内压=肺回缩力肺回缩力 （负压是指其低于大气压）（负压是指其低于大气压）呼气末：呼气末：-3 -5mmHg；吸气末：吸气末：-5 -10 mmHg为什么平静呼气末胸膜腔内压仍然为负为什么平静呼气末胸膜腔内压仍然为负 胸膜腔负压及其生理意义：胸膜腔负压及其生理意义：维持肺泡的扩张状态，有利于肺的扩张维持肺泡的扩张状态，有利于肺的扩张 有利于静脉血及淋巴液的回流有利于静脉血及淋巴液的回流气胸气胸 呼吸运动产生的动力呼吸运动产生的动力,在克服肺通气所遇到的阻力后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方能实现肺通气。阻力增高是临床肺通气障碍的常见原因。因。弹弹性性阻阻力力非非弹弹性性阻阻力力肺肺通通气气阻阻力力胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关肺弹性阻力肺弹性阻力气道阻力：与气体流动形式气道阻力：与气体流动形式+气道半径有关气道半径有关粘滞阻力粘滞阻力惯性阻力惯性阻力肺弹性回缩力肺弹性回缩力:1/3肺泡表面张力：肺泡表面张力：2/3常态下可忽略不计常态下可忽略不计二、肺通气的阻力二、肺通气的阻力70%30%（一）弹性阻力与顺应性（一）弹性阻力与顺应性 弹性阻力弹性阻力(R)：物体对抗外力作用所引起变形物体对抗外力作用所引起变形的力。包括肺弹性阻力和胸廓弹性阻力。的力。包括肺弹性阻力和胸廓弹性阻力。顺应性顺应性(C)：在外力作用下弹性组织的可扩张在外力作用下弹性组织的可扩张性。性。顺应性（顺应性（C）=容积变化容积变化/压力变化压力变化(L/cmH2O)顺应性（顺应性（C）=1/R1.肺的弹性阻力与顺应性肺的弹性阻力与顺应性(compliance)肺在被牵张时的弹性回缩力是吸气的阻力肺在被牵张时的弹性回缩力是吸气的阻力 CL=L/cmH2O 跨肺压的变化（跨肺压的变化（P）肺容量的变化（肺容量的变化（V）肺的弹性阻力肺的弹性阻力肺组织的肺组织的弹性回缩力弹性回缩力肺泡内液肺泡内液-气界面的表面张力气界面的表面张力（1 1）肺泡表面张力和）肺泡表面张力和肺表面活性物质肺表面活性物质 肺泡表面张力肺泡表面张力(surface tension):(surface tension):肺泡的内表面覆盖一薄层液肺泡的内表面覆盖一薄层液体，与肺泡内气体形成液体，与肺泡内气体形成液-气界面，气界面，使液体表面尽量缩小的力。使液体表面尽量缩小的力。Source of lungs elastic resistance a.The elastic recoil power of lungs elastic recoil powersurface tensionbeadliquid layerAlveolar surface tensionb.The recoil power caused by surface tension between the liquid layer of inner alveoli and gas in alveoli.根据根据LaplaceLaplace定律定律:P(N/cm)P(N/cm)肺泡内压力肺泡内压力(P):(P):与表面张力与表面张力(T)(T)成正比成正比,与肺泡半径与肺泡半径(r)(r)成反比。成反比。作用：作用：a.a.肺泡回缩肺泡回缩肺通气（吸气）阻力肺通气（吸气）阻力 b.b.肺泡内压不稳定肺泡内压不稳定肺泡破裂或萎缩肺泡破裂或萎缩 c.c.促肺泡内液生成促肺泡内液生成产生肺水肿产生肺水肿 2T(N/cm)2T(N/cm)r(cm)r(cm)肺泡表面张力肺泡表面张力.表面活性物质表面活性物质:(pulmonary surfactant)(pulmonary surfactant)来来源源：肺肺泡泡型型细细胞胞分分泌泌，单单分分子子层层分分布布于于肺肺泡泡液液-气气界界面面上上，其其密密度度随随肺肺泡的张缩而改变。泡的张缩而改变。成成分分:二二棕棕榈榈酰酰卵卵磷磷脂脂(DPLDPL或或DPPC)DPPC)。作用作用:（1 1）Lower alveolar surface tension and Lower alveolar surface tension and reduce inspiration resistance.reduce inspiration resistance.降低肺泡表降低肺泡表面张力面张力降低吸气阻力；降低吸气阻力；（2 2）Accommodate surface tension and stable Accommodate surface tension and stable alveolar pressure.alveolar pressure.维持肺泡内压的稳定性维持肺泡内压的稳定性防肺泡破裂或萎缩；防肺泡破裂或萎缩；（3 3）The effect of suction is reduced.The effect of suction is reduced.Reduce the producing of alveolar liquid Reduce the producing of alveolar liquid and prevent pulmonary edema.and prevent pulmonary edema.减少肺泡内液的减少肺泡内液的生成生成防肺水肿的发生防肺水肿的发生;临床：临床：成成人人肺肺炎炎肺肺血血栓栓等等表表面面活活性性物物质质肺不张。肺不张。早产儿早产儿呼吸窘迫综合征。呼吸窘迫综合征。肺表面活性物质减少肺表面活性物质减少 肺不张肺不张肺弹性阻力增加，顺应性降低肺弹性阻力增加，顺应性降低 吸气困难吸气困难肺弹性阻力减小，顺应性增大肺弹性阻力减小，顺应性增大 呼气困难呼气困难正常及几种异常情况下顺应性曲线 跨肺压(cmH2O)（肺内压-胸内压）正常正常肺气肿（肺气肿（emphysema）肺纤维化肺纤维化(fibrosis)肺不张肺不张(atelectasis)肺肺容容积积(升升)肺容量肺容量=肺总容量的肺总容量的67%无回弹力无回弹力肺容量肺容量 肺总容量的肺总容量的67%向内的回弹力向内的回弹力肺容量肺容量 肺总容量的肺总容量的67%向外的回弹力向外的回弹力 胸腔容积变化胸腔容积变化(V)Cchw=L/cmH2O 跨胸壁压力变化跨胸壁压力变化(P)2.胸廓弹性阻力和顺应性胸廓弹性阻力和顺应性(compliance)肺容量占肺容量占肺总容量百分比肺总容量百分比胸廓弹性回位力胸廓弹性回位力胸廓容积胸廓容积67（自然位置）（自然位置）（平静吸气末）（平静吸气末）无无自然容积自然容积 67（自然位置）自然位置）（深吸气状态）（深吸气状态）向内向内（吸气阻力）（吸气阻力）大于自然容积大于自然容积 67（0.84(dead space)肺泡无效腔肺泡无效腔 o o2 2与与HbHb亲和力亲和力 250 250 倍；倍；coco与与HbHb的结合位点与的结合位点与o o2 2相同；相同；coco与与HbHb的某亚基结合后，将增加其余三个亚的某亚基结合后，将增加其余三个亚基对基对o o2 2的亲和力的亲和力。HbHb的的FeFe2+2+FeFe3+3+:HbHb失去结合失去结合o o2 2的能力的能力（如亚硝酸（如亚硝酸盐）盐）异常异常HbHb：HbHb的运的运o o2 2能力能力（如地中海贫血）（如地中海贫血）胎胎儿儿HbHb：胎胎儿儿HbHb的的4 4条条肽肽链链为为2 22 2(成成人人为为2 22 2)构构成成，其其HbHb与与o o2 2亲亲和和力力成成人人，这这与与胎胎儿儿所所处处的的低低氧氧环境是相适应的。环境是相适应的。5 5.HbHb本身的性质本身的性质4 4.PcoPco二、二、COCO2 2的运输的运输 （一）一）物理溶解物理溶解 CO2的的溶解的量约占溶解的量约占CO2的总运输量的的总运输量的5%（二）二）化学结合化学结合碳酸氢盐碳酸氢盐氨基甲酸氨基甲酸Hb的的 运运 输输 CO2 （88%）（7%）1.碳酸氢盐碳酸氢盐 红细胞：红细胞：CO2+H2O H2CO3 HCO3+H+快速、可逆、碳酸酐酶能加速反应快速、可逆、碳酸酐酶能加速反应5000倍倍氯转移氯转移：HCO-3 Cl-载体将载体将Cl-从血浆移入红细胞从血浆移入红细胞2.氨基甲酸氨基甲酸Hb Hb（NH2）O2+H+CO2 HHbNHCOOH+O2在在组织组织在肺部在肺部碳酸酐酶碳酸酐酶 氧合作用是主要的调节因素氧合作用是主要的调节因素COCO2 2化学结合化学结合反应速反应速度度极快且可逆，反应方向取决极快且可逆，反应方向取决PCOPCO2 2差差。RBCRBC膜上有膜上有ClCl-HCO-HCO3 3-特异转运载体特异转运载体,ClCl-转移转移维持电维持电荷荷平衡平衡,促进促进COCO2 2化学结合的运输化学结合的运输。需酶催化需酶催化:碳酸酐酶加速反应碳酸酐酶加速反应0.50.5万倍万倍,具有双向作用具有双向作用。在在RBCRBC内反应内反应,在血浆内运输。在血浆内运输。碳酸氢盐形式碳酸氢盐形式(88%)运输的特运输的特点：点：HbNH2O2H+CO2 HbNHCOOHO2 反应迅速且可逆，反应迅速且可逆，无需酶的催化。无需酶的催化。主要调节因素是主要调节因素是Hb氧合作用。氧合作用。HbO2的酸性高，难与的酸性高，难与CO2结合，反应向左进行结合，反应向左进行 Hb的酸性低，易与的酸性低，易与CO2结合，反应向右进行结合，反应向右进行 虽不是主要运输形式虽不是主要运输形式,却是高效率运输形式。却是高效率运输形式。氨基甲酸血红蛋白（氨基甲酸血红蛋白（7%）形式运输的）形式运输的特点：特点：（三）（三）CO的解离曲线的解离曲线 非非S型、呈线性关系、无饱和点型、呈线性关系、无饱和点HaldaneHaldane氏效应：氏效应：O O2 2与与HbHb结合促进结合促进COCO2 2释放的释放的效应。效应。去氧去氧HbHb 较易与较易与COCO2 2 结合形成结合形成HbNHCOOHHbNHCOOH，去氧去氧HbHb的酸性弱于的酸性弱于HbOHbO2 2，也易与也易与H H+结合，促进反结合，促进反应向左侧进行。应向左侧进行。（四）（四）HbHb氧合作用对氧合作用对COCO2 2运输的影响运输的影响小小小小 结结结结组织中：何尔登效应促使血液摄取结合组织中：何尔登效应促使血液摄取结合COCO2 2肺中：肺中：HbHb与与O O2 2结合，促使结合，促使COCO2 2释放释放COCO2 2通过波尔效应影响通过波尔效应影响O O2 2的结合、释放的结合、释放O O2 2通过何尔登效应影响通过何尔登效应影响COCO2 2的结合、释放的结合、释放一、呼吸中枢与呼吸节律的形成一、呼吸中枢与呼吸节律的形成（一）（一）呼吸中枢呼吸中枢 中枢神经系统内，产生和调节呼吸运动的神经细胞中枢神经系统内，产生和调节呼吸运动的神经细胞群，称为呼吸中枢群，称为呼吸中枢(Respiratory center)。分布在分布在脊髓、延髓、脑桥、间脑、大脑皮质等部位。脊髓、延髓、脑桥、间脑、大脑皮质等部位。脊髓：脊髓脊髓：脊髓-中继站和初级中枢中继站和初级中枢(整合某些呼吸整合某些呼吸反射的初级中枢反射的初级中枢).).膈肌膈肌颈颈35；肋间肌和腹肌；肋间肌和腹肌胸段胸段第四节第四节 呼吸运动的调节呼吸运动的调节PC:呼吸调整中枢呼吸调整中枢;PBKF:臂旁内侧核和臂旁内侧核和klliker-Fuse 核；核；DRG：背侧呼吸组；：背侧呼吸组；VRG：腹侧呼吸组；：腹侧呼吸组；NTS：孤束核；：孤束核；NRA：后疑核：后疑核中中 脑脑脑脑 桥桥延延 髓髓脊脊 髓髓脑桥上部有抑制吸气的结构脑桥上部有抑制吸气的结构脑桥中下部有兴奋吸气的长吸中枢脑桥中下部有兴奋吸气的长吸中枢延髓可以独立产生呼吸节律延髓可以独立产生呼吸节律脊髓是联系脑和呼吸肌的中继站脊髓是联系脑和呼吸肌的中继站 低位脑干低位脑干A A平面平面：在中脑和脑桥之间横切，呼吸无明显变化在中脑和脑桥之间横切，呼吸无明显变化D D平面平面：在延髓和脊髓之间横切，呼吸运动停止在延髓和脊髓之间横切，呼吸运动停止B B平面平面：在脑桥上、中部之间横切，呼吸将变慢变在脑桥上、中部之间横切，呼吸将变慢变 深，如切断双侧迷走神经，则出现长吸式呼吸深，如切断双侧迷走神经，则出现长吸式呼吸C C平面平面：脑桥和延髓之间横切，长吸式呼吸消失，出现脑桥和延髓之间横切，长吸式呼吸消失，出现喘息样呼吸喘息样呼吸 低位脑干低位脑干起源：起源：大脑皮层、边缘系统和下丘脑大脑皮层、边缘系统和下丘脑作用：控制低位脑干呼吸神经元的作用作用：控制低位脑干呼吸神经元的作用 上位脑上位脑呼吸的随意调节系统呼吸的随意调节系统(二二)呼吸节律形成呼吸节律形成 Formation of respiratory rhythmu 起步细胞学说：延髓内起步细胞，有呼吸起步细胞学说：延髓内起步细胞，有呼吸节律发生器的作用。节律发生器的作用。u神经元网络学说：即中枢吸气性活动及其神经元网络学说：即中枢吸气性活动及其切断机制假说切断机制假说。延髓的呼吸节律主要是吸延髓的呼吸节律主要是吸气性活动的节律。气性活动的节律。(一一)肺牵张反射肺牵张反射 Pulmonary stretch reflex定义：定义：由于肺扩大和缩小引起吸气被由于肺扩大和缩小引起吸气被抑制或兴奋的反射抑制或兴奋的反射(黑黑-伯反射伯反射)。二、呼吸二、呼吸运动运动的反射性调节的反射性调节 Reflex control of respirationReflex control of respiration肺扩张反射肺扩张反射inflation reflex:定义：定义：肺扩张或充气时抑制吸气的反射。肺扩张或充气时抑制吸气的反射。过程：过程：吸气吸气 肺扩张肺扩张牵张感受器牵张感受器迷走迷走N N延髓延髓兴奋吸气切断机制兴奋吸气切断机制吸气停止转入吸气停止转入呼气呼气生理作用：生理作用：阻止吸气过长过深，促使吸气及阻止吸气过长过深，促使吸气及时转为呼气。时转为呼气。St肺缩小反射肺缩小反射deflation reflex:定义：定义：肺缩小萎陷时引起吸气的反射。肺缩小萎陷时引起吸气的反射。过程：过程：深呼气深呼气 肺缩小肺缩小牵张感受器牵张感受器迷迷走走NN延髓延髓抑制吸气切断机制抑制吸气切断机制解除吸气抑解除吸气抑制制引起吸气。引起吸气。生理作用：生理作用：缩短呼气，减少呼吸深度，以防缩短呼气，减少呼吸深度，以防肺过度萎缩。肺过度萎缩。St (二二)呼吸肌本体感受性反射呼吸肌本体感受性反射 肌梭是呼吸肌的本体感受器。肌梭是呼吸肌的本体感受器。吸气阻力吸气阻力肌梭兴奋肌梭兴奋传入冲动频率传入冲动频率吸气肌兴奋吸气肌兴奋反射性增强吸气肌收缩力，以克服反射性增强吸气肌收缩力，以克服阻力保证肺通气量。阻力保证肺通气量。1.1.化学感受性反射化学感受性反射潮气量潮气量呼吸频率呼吸频率呼呼吸吸中中枢枢效应器效应器（呼吸肌）（呼吸肌）动脉血动脉血PCO2PO2H+化学感受器化学感受器（三）化学感受性反射（三）化学感受性反射 Chemical Control of Respiration 主动脉体(aortic bodies)颈动脉体颈动脉体(carotid bodies)外周化学感受器外周化学感受器(peripheral Chemoreceptor)化学感受器化学感受器(chemoreceptor)中枢化学感受器中枢化学感受器(central Chemoreceptor)迷迷走走神神经经窦窦神神经经呼吸中枢呼吸中枢（1）外周化学感受器外周化学感受器-颈颈A体主体主A体体适宜刺激适宜刺激:血液血液PCOPCO2 2，POPO2 2，HH+作用：使呼吸加深加快。作用：使呼吸加深加快。而不是动脉血而不是动脉血O2的含量的含量的影响的影响舌咽舌咽N迷走迷走N（2）中枢化学感受器）中枢化学感受器-延髓腹外侧浅表部位延髓腹外侧浅表部位适适宜宜刺刺激激：脑脑脊脊液液及及局局部细胞外液部细胞外液H+特点：特点：不感受缺氧的刺激。不感受缺氧的刺激。对对COCO2 2的敏感性比外周的敏感性比外周化学感受器的高，反应潜化学感受器的高，反应潜伏期较长。伏期较长。两者的差异：两者的差异：中枢化学感受器中枢化学感受器的主要作用是调节脑脊的主要作用是调节脑脊液的液的H+H+浓度，从而使中枢神经系统有一个稳浓度，从而使中枢神经系统有一个稳定的定的pHpH环境。环境。外周化学感受器外周化学感受器的主要作用主要是调节的主要作用主要是调节血液中的血液中的O O2 2分压。分压。COCO2 2的的两两条条作作用用途途径径中枢化学感受器中枢化学感受器动脉血中动脉血中PCO2升高升高H H+外周化学感受器外周化学感受器2、CO2对呼吸的影响对呼吸的影响H H2 2O O碳酸酐酶碳酸酐酶H H2 2COCO3 3中枢中枢化学化学感受器感受器H H+HCOHCO3 3动脉血中动脉血中PCOPCO2 2升高升高COCO2 2血脑屏障血脑屏障一定量的一定量的COCO2 2是是维持维持呼吸中枢兴奋性呼吸中枢兴奋性的重要的重要生理性刺激。生理性刺激。1%CO1%CO2 24%CO4%CO2 27%CO7%CO2 2COCO2 2 过度积聚，压抑中枢神经过度积聚，压抑中枢神经系统，出现呼吸困难、头昏，系统，出现呼吸困难、头昏，甚至昏迷，称为甚至昏迷，称为COCO2 2 麻醉。麻醉。正常呼吸正常呼吸超过一定的限度，有抑制和麻醉效应。超过一定的限度，有抑制和麻醉效应。外周途径（外周途径（20%20%）PCO2颈颈A A体体 、主、主A A体体延髓延髓兴奋兴奋呼吸中枢呼吸中枢呼吸加深、加快呼吸加深、加快中枢途径（主要途径，中枢途径（主要途径，80%80%）：）：St2、CO2对呼吸的影响对呼吸的影响:CO2物理溶解物理溶解 血脑屏障血脑屏障入脑入脑脊液脊液 CO2+H2O H2CO3 HCO3-+H+延髓延髓兴奋呼吸中枢兴奋呼吸中枢呼吸呼吸加深加快加深加快碳酸酐酶碳酸酐酶 对中枢的直接作用是抑制对中枢的直接作用是抑制.反射性加强呼吸运动反射性加强呼吸运动,完全通过外周途径：完全通过外周途径：PO2颈颈A A体体 、主、主A A体体延髓延髓兴奋呼吸兴奋呼吸中枢中枢呼吸加深、加快呼吸加深、加快St3 3、低、低O O2 2对呼吸的影响对呼吸的影响:对呼吸的刺激作用远不及对呼吸的刺激作用远不及PCOPCO2 2和和HH+作用明显，仅在作用明显，仅在动脉血动脉血POPO2 260mmHg60mmHg以下时以下时起作用。起作用。低氧特点低氧特点:当长期高当长期高COCO2 2和低和低O O2 2状态（严重状态（严重肺水肿、肺心病），中枢化学感受肺水肿、肺心病），中枢化学感受器对高器对高COCO2 2发生适应，此时发生适应，此时低低O O2 2对外对外周化学感受器的刺激成为驱动呼吸周化学感受器的刺激成为驱动呼吸的主要刺激的主要刺激。为什么低氧时不为什么低氧时不能吸入纯氧？能吸入纯氧？H H+浓度浓度中枢化学中枢化学感受器感受器外周化学外周化学感受器感受器脑脊液脑脊液中的中的H H+4 4、H H+机制：机制：主要通过外周途经：主要通过外周途经：H+颈颈A A体体 、主、主A A体体延髓延髓兴奋兴奋呼吸中枢呼吸中枢呼吸加深、加快呼吸加深、加快St4 4、H H+对呼吸的影响对呼吸的影响:CO2作用最强，作用最强，且比单独且比单独CO2作用强作用强PCO2H+两者作用比单独两者作用比单独PCO2 作用大作用大CO2(五五)PCO2、H+及及PO2的相互关系的相互关系H+作用次之，作用次之，比单独比单独H+作用弱作用弱H+肺肺通气通气CO2排出排出PCO2 、H+H+O2作用最弱，作用最弱，比单独比单独O2作用弱作用弱PO2O2肺肺通气通气CO2 、H+减弱低氧刺激作用减弱低氧刺激作用 何谓肺的牵张反射何谓肺的牵张反射?有何作用及意义有何作用及意义?切断动物两侧的颈迷走神经，对呼吸有何影响切断动物两侧的颈迷走神经，对呼吸有何影响?为什为什么么?刺激颈迷走神经中枢端对呼吸有何影响刺激颈迷走神经中枢端对呼吸有何影响?为什么为什么?试述动脉血中二氧化碳分压升高、氧分压降低、试述动脉血中二氧化碳分压升高、氧分压降低、H+H+升高对呼吸有何影响？为什么？升高对呼吸有何影响？为什么？复习思考题复习思考题特点：特点：呼吸渐增强增快又渐减弱减慢，与呼吸呼吸渐增强增快又渐减弱减慢，与呼吸暂停交替出现，每个周期约暂停交替出现，每个周期约45s45s3min3min。四、周期性呼吸四、周期性呼吸(一一)陈陈-施呼吸施呼吸(CheyneCheyne-Stokes breathing)-Stokes breathing)机制：刺激因素机制：刺激因素肺肺通气通气呼出呼出COCO2 2肺泡、血肺泡、血P PCO2CO2中枢中枢COCO2 2兴奋刺激兴奋刺激呼吸抑制呼吸抑制原因：原因：肺肺-脑循环时间延长（如心衰脑循环时间延长（如心衰)。呼吸中枢反馈增益呼吸中枢反馈增益临床：临床：在在缺缺氧氧、睡睡眠眠、脑脑干干损损伤伤等等情情况况下下可可出现。出现。特点：特点：一次或多次强呼吸后，继以较长时间的一次或多次强呼吸后，继以较长时间的呼吸暂停，之后又再次出现这样的呼吸。呼吸暂停，之后又再次出现这样的呼吸。(二二)比奥呼吸比奥呼吸(Biot breathing)临临床床：出出现现于于脑脑损损伤伤、脑脑脊脊液液压压力力升升高高、脑脑膜膜炎炎等等疾疾病病。常常是是死死亡亡前前出出现现的的危危急症状急症状。原因：原因：尚不清楚，可能是疾病已侵及延尚不清楚，可能是疾病已侵及延髓，损害了呼吸中枢。髓，损害了呼吸中枢。复习思考题复习思考题1.1.何谓呼吸？呼吸全过程由哪几个环节组成？何谓呼吸？呼吸全过程由哪几个环节组成？2.2.胸膜腔负压是如何形成的？有什么生理意义？胸膜腔负压是如何形成的？有什么生理意义？3.3.简述肺表面活性物质的来源、主要成分、生理作用及意义？简述肺表面活性物质的来源、主要成分、生理作用及意义？4.4.在动物实验中，增大无效腔对呼吸有何影响？为什么？在动物实验中，增大无效腔对呼吸有何影响？为什么？5.5.为什么深而慢的呼吸比浅而快呼吸效率高？为什么深而慢的呼吸比浅而快呼吸效率高？6.6.试分析氧解离曲线的特点和生理意义。试分析氧解离曲线的特点和生理意义。7.7.试述动脉血中二氧化碳分压升高、氧分压降低、试述动脉血中二氧化碳分压升高、氧分压降低、H H+升高对升高对呼吸有何影响？为什么？呼吸有何影响？为什么？