呼吸系统生理.ppt

呼吸系统生理呼吸系统生理呼呼 吸吸机体与外界环境之间的气体交换过程机体与外界环境之间的气体交换过程组组组组织织织织换换换换气气气气细胞内细胞内细胞内细胞内氧化代谢氧化代谢氧化代谢氧化代谢肺肺肺肺换换换换气气气气气体运输气体运输气体运输气体运输肺通气肺通气肺通气肺通气OO2 2COCO2 2外呼吸外呼吸外呼吸外呼吸（肺呼吸）（肺呼吸）（肺呼吸）（肺呼吸）气体在血液气体在血液气体在血液气体在血液中运输中运输中运输中运输内呼吸内呼吸内呼吸内呼吸 第一节第一节第一节第一节肺通气肺通气肺通气肺通气pulmonary ventilationpulmonary ventilation肺通气肺通气Pulmonary ventilation肺与外界环境之间肺与外界环境之间的气体交换过程的气体交换过程肺通气的概念肺通气的概念PharynxLarynx(Esophagus)TracheaRight lungBronchusBronchioleDiaphragmHeartSEMLeftlungNasalcavityTerminalbronchioleBranch ofpulmonaryvein(oxygen-richblood)Branch ofpulmonaryartery(oxygen-poorblood)AlveoliColorizedSEM50 m50 m肺泡肺泡胸廓胸廓呼呼吸吸道道vv 阻力阻力 -阻止气体流动的力阻止气体流动的力vv 动力动力 -推动气体流动的力推动气体流动的力动力动力 阻力阻力 ,气体开始流动，实现肺通气气体开始流动，实现肺通气（一）肺通气的动力（一）肺通气的动力（power of pulmonary ventilationpower of pulmonary ventilation）肺内压肺内压变化变化肺肺缩小缩小扩张扩张胸廓胸廓缩小缩小扩张扩张呼吸肌呼吸肌收缩收缩舒张舒张原动力原动力直接动力直接动力1.呼吸过程中肺内压的变呼吸过程中肺内压的变化化吸气：吸气：肺内压周期性肺内压周期性肺内压周期性肺内压周期性/造成压力差（肺内压大造成压力差（肺内压大造成压力差（肺内压大造成压力差（肺内压大气压）是推动气体进气压）是推动气体进气压）是推动气体进气压）是推动气体进/出肺的直接动力出肺的直接动力出肺的直接动力出肺的直接动力呼气：呼气：肋间外肌肋间外肌膈肌膈肌斜角肌斜角肌胸锁乳胸锁乳突肌突肌2.呼吸运动呼吸运动respiratory movementrespiratory movement吸气肌吸气肌呼气肌呼气肌呼吸肌呼吸肌肋间内肌肋间内肌腹肌腹肌呼气肌呼气肌InspirationInspirationExpirationExpiration（1）呼吸过程呼吸过程(平静呼吸平静呼吸)吸气运动吸气运动吸气肌收缩 胸廓扩大 肺被动扩张 肺内压 气体入肺 低于大气压InspirationInspirationExpirationExpiration呼气运动呼气运动吸气肌舒张 胸廓缩小 肺随之缩小 肺内压 气体出肺 高于大气压平静呼吸平静呼吸eupnea用力呼吸用力呼吸forced breathing吸气肌收缩吸气肌收缩吸气吸气呼气呼气吸气肌舒张吸气肌舒张主动主动主动主动被动被动被动被动呼气肌收缩呼气肌收缩吸气肌收缩吸气肌收缩吸气肌舒张吸气肌舒张（2）呼吸运动的形式）呼吸运动的形式胸式呼吸胸式呼吸Thoracic breathingThoracic breathing腹式呼吸腹式呼吸Abdominal breathingAbdominal breathing临床诊断中临床诊断中的意义的意义3、胸膜腔内压、胸膜腔内压（intrapleuralpressure）胸膜腔胸膜腔胸膜腔胸膜腔 pleuralpleuralcavitycavity壁胸膜壁胸膜壁胸膜壁胸膜脏胸膜脏胸膜脏胸膜脏胸膜胸膜腔胸膜腔胸膜腔胸膜腔内压内压内压内压平静呼气末平静呼气末:-5 -3mmHg平静吸气末平静吸气末:-10 -5mmHg（1）胸膜腔内压的测量）胸膜腔内压的测量肺内压肺内压肺回缩压肺回缩压胸膜腔内压胸膜腔内压=大气压大气压肺回缩压肺回缩压（2）胸膜腔内压的形成）胸膜腔内压的形成肺回缩压肺回缩压=n n胸膜腔是胸膜腔是密闭密闭的，不直接与外界相通的，不直接与外界相通n n胸廓坚固胸廓坚固，外力不易直接作用在胸膜腔壁，外力不易直接作用在胸膜腔壁层层n n胎儿在出生前和出生后胎儿在出生前和出生后胸廓的生长速度快胸廓的生长速度快于肺于肺，造成胸廓经常牵引着肺，使肺始终，造成胸廓经常牵引着肺，使肺始终处于扩张状态，只是程度不同而已处于扩张状态，只是程度不同而已vv使肺泡总是处于扩使肺泡总是处于扩张状态张状态vv 有利于血液和淋巴有利于血液和淋巴液回流液回流（3）胸膜腔内压的意义）胸膜腔内压的意义气胸气胸（Pneumothorax）（二）肺通气的阻力（二）肺通气的阻力弹性阻力弹性阻力（占（占（占（占70%70%70%70%）非弹性阻力非弹性阻力非弹性阻力非弹性阻力（占（占（占（占30%30%30%30%）肺弹性阻力肺弹性阻力肺弹性阻力肺弹性阻力胸廓弹性阻力胸廓弹性阻力胸廓弹性阻力胸廓弹性阻力气道阻力气道阻力气道阻力气道阻力（占非弹性阻力的（占非弹性阻力的（占非弹性阻力的（占非弹性阻力的90%90%）粘滞阻力粘滞阻力粘滞阻力粘滞阻力惯性阻力惯性阻力惯性阻力惯性阻力肺泡表面张力肺泡表面张力肺回缩力肺回缩力1.1.弹性阻力和顺应性弹性阻力和顺应性 弹性阻力：物体对抗外力作用引起变形弹性阻力：物体对抗外力作用引起变形的力称为弹性阻力的力称为弹性阻力 顺应性顺应性 (compliance)(compliance)：单位跨壁压：单位跨壁压（P P）变化所引起的容积（）变化所引起的容积（V V）变化）变化C=1/R=V(L/cmH2O)P2)2)比顺应性：比顺应性：为了消除肺总量的影响为了消除肺总量的影响 =测得的顺应性（测得的顺应性（L/cmHL/cmH2 2O)O)肺功能残气量肺功能残气量(L)(L)1)肺静态顺应性曲线肺静态顺应性曲线：C CL L=0.2 L/=0.2 L/cmHcmH2 2O O（平（平（平（平静呼吸时）静呼吸时）静呼吸时）静呼吸时）3)3)肺弹性阻力的来源肺弹性阻力的来源vv1/31/3来自肺组织本身的弹性回缩力来自肺组织本身的弹性回缩力(弹性弹性纤维）纤维）vv2/32/3来自来自肺泡表面张力肺泡表面张力表面张力：液面上存在的方向与表面相切表面张力：液面上存在的方向与表面相切的张力，称为表面张力的张力，称为表面张力Laplace law:P=2T/rLaplace law:P=2T/r P P 压强压强 T T 表面张力系数表面张力系数 取决于形成界面的气体和液体的性质取决于形成界面的气体和液体的性质 r r 肺泡半径肺泡半径 说明：说明：半径越小，表面张力引起的回半径越小，表面张力引起的回缩压越大缩压越大4)4)肺泡表面活性物质肺泡表面活性物质n n性质：性质：脂蛋白混合物（脂蛋白混合物（DPL/SPDPL/SP）肺泡肺泡型细胞型细胞合成、释放合成、释放n n特点：特点：DPLDPL以单分子层垂直排列于肺泡液以单分子层垂直排列于肺泡液-气界面气界面,密度随肺泡的张缩而改变密度随肺泡的张缩而改变n n功能功能 ：降低肺泡液：降低肺泡液-气界面的表面张力气界面的表面张力 功能：功能：有助于维持肺泡的稳定性有助于维持肺泡的稳定性（密度变化）（密度变化）维持大小肺泡的容积维持大小肺泡的容积 防止吸气时肺泡过度扩张，呼气时过度缩小防止吸气时肺泡过度扩张，呼气时过度缩小 减少肺间质和肺泡内的组织液生成减少肺间质和肺泡内的组织液生成 防止肺水肿发生防止肺水肿发生 降低吸气阻力降低吸气阻力，减少吸气作功，减少吸气作功n n与临床的关系与临床的关系 初生儿缺乏肺表面活性物质（初生儿缺乏肺表面活性物质（初生儿缺乏肺表面活性物质（初生儿缺乏肺表面活性物质（呼吸窘迫综合征）呼吸窘迫综合征）呼吸窘迫综合征）呼吸窘迫综合征）肺充血肺充血肺纤维化肺纤维化DPLDPL 肺弹性阻力肺弹性阻力肺弹性阻力肺弹性阻力肺顺应性肺顺应性肺顺应性肺顺应性吸气困难吸气困难吸气困难吸气困难肺气肿肺气肿肺气肿肺气肿肺弹性阻力肺弹性阻力肺弹性阻力肺弹性阻力 肺顺应性肺顺应性肺顺应性肺顺应性 呼气困难呼气困难呼气困难呼气困难弹性成弹性成弹性成弹性成分破坏分破坏分破坏分破坏（2 2）胸廓的弹性阻力和顺应性胸廓的弹性阻力和顺应性吸气的阻力吸气的阻力吸气的阻力吸气的阻力呼气的动力呼气的动力呼气的动力呼气的动力R R向内向内向内向内6767肺总量肺总量肺总量肺总量吸气的动力吸气的动力吸气的动力吸气的动力呼气的阻力呼气的阻力呼气的阻力呼气的阻力R R向外向外向外向外 6767肺总量肺总量肺总量肺总量胸廓无变形胸廓无变形胸廓无变形胸廓无变形,R=0,R=0肺容量肺容量肺容量肺容量=6767肺总量肺总量肺总量肺总量惯性阻力惯性阻力惯性阻力惯性阻力：气流和组织的惯性所产生：气流和组织的惯性所产生：气流和组织的惯性所产生：气流和组织的惯性所产生的阻止肺通气的力的阻止肺通气的力的阻止肺通气的力的阻止肺通气的力 粘滞阻力粘滞阻力粘滞阻力粘滞阻力：呼吸时组织相对位移所发：呼吸时组织相对位移所发：呼吸时组织相对位移所发：呼吸时组织相对位移所发生的摩擦生的摩擦生的摩擦生的摩擦气道阻力气道阻力气道阻力气道阻力：气体分子间，气体和气道：气体分子间，气体和气道：气体分子间，气体和气道：气体分子间，气体和气道壁间的摩擦（壁间的摩擦（壁间的摩擦（壁间的摩擦（80908090）动动动动态态态态阻阻阻阻力力力力2.2.非弹性阻力非弹性阻力影响气道阻力的因素影响气道阻力的因素气流速度：流速快，阻力大气流速度：流速快，阻力大管径大小管径大小R:R=1/rR:R=1/r4 4气流形式：层流阻力小，湍流阻力大气流形式：层流阻力小，湍流阻力大（气流快、管道不规则时，容易发生湍流）（气流快、管道不规则时，容易发生湍流）（气流快、管道不规则时，容易发生湍流）（气流快、管道不规则时，容易发生湍流）影响气道管径的因素影响气道管径的因素跨壁压跨壁压肺实质对气道壁的外向牵引作用肺实质对气道壁的外向牵引作用自主神经对气道壁平滑肌活动的调节自主神经对气道壁平滑肌活动的调节化学因素的影响化学因素的影响 小小 结结肺通气肺通气原理原理肺通气的肺通气的动力动力呼吸运动呼吸运动肺内压的改变肺内压的改变肺通气的肺通气的阻力阻力弹性阻力弹性阻力非弹性阻力非弹性阻力胸膜腔内胸膜腔内胸膜腔内胸膜腔内压的作用压的作用压的作用压的作用肺肺肺肺总总总总量量量量肺肺肺肺活活活活量量量量深深深深吸吸吸吸气气气气量量量量功功功功能能能能残残残残气气气气量量量量补吸补吸补吸补吸气量气量气量气量补呼补呼补呼补呼气量气量气量气量残气量残气量残气量残气量潮气量潮气量潮气量潮气量二、肺通气功能的指标二、肺通气功能的指标（一）（一）肺容积和肺容量肺容积和肺容量用力肺活量用力肺活量用力肺活量用力肺活量（FVCFVC ）用力呼气量用力呼气量用力呼气量用力呼气量 （FEVFEV）一定时间呼出气量占用一定时间呼出气量占用一定时间呼出气量占用一定时间呼出气量占用力肺活量的百分比力肺活量的百分比力肺活量的百分比力肺活量的百分比 肺通气量肺通气量（minute ventilation volume）1.1.肺通气量肺通气量指每分钟吸入或呼出的气体总量指每分钟吸入或呼出的气体总量 每分通气量每分通气量 =潮气量潮气量 呼吸频率呼吸频率2.2.最大随意通气量最大随意通气量是尽力作深快呼吸时每分是尽力作深快呼吸时每分 钟所能吸入或呼出的最大气体量钟所能吸入或呼出的最大气体量3.3.通气贮量百分比通气贮量百分比反映了通气功能的储备能力反映了通气功能的储备能力通气贮量百分比通气贮量百分比通气贮量百分比通气贮量百分比最大通气量每分平静通气量最大通气量每分平静通气量最大通气量每分平静通气量最大通气量每分平静通气量最大通气量最大通气量最大通气量最大通气量100%100%无效腔与肺泡通气量无效腔与肺泡通气量无效腔无效腔（dead space dead space）生理无效腔生理无效腔解剖无效腔解剖无效腔 肺泡无效腔肺泡无效腔15015025002500解剖无效腔解剖无效腔解剖无效腔解剖无效腔呼气末呼气末呼气末呼气末吸气末吸气末吸气末吸气末呼气呼气呼气呼气吸气吸气吸气吸气35035050050015015025002500肺泡通气量肺泡通气量指每分钟吸入肺泡的新鲜空气量指每分钟吸入肺泡的新鲜空气量,=(=(潮气量潮气量-无效腔气量无效腔气量)呼吸频率呼吸频率不同呼吸频率和深度对肺泡通气量的影响不同呼吸频率和深度对肺泡通气量的影响呼吸频率呼吸频率 潮气量潮气量 肺通气量肺通气量 肺泡通气量肺泡通气量 (次次/min)/min)（ml ml）（ml/minml/min）（ml/minml/min）165008000560016500800056008100080006800810008000680032250800032003225080003200在一定的呼吸频率范围内在一定的呼吸频率范围内深而慢深而慢的呼吸比浅而快的呼吸更为有效的呼吸比浅而快的呼吸更为有效结论：结论：结论：结论：正常安静正常安静正常安静正常安静深慢呼吸深慢呼吸深慢呼吸深慢呼吸浅快呼吸浅快呼吸浅快呼吸浅快呼吸被测者被测者被测者被测者（三）呼吸功（三）呼吸功定义：呼吸过程中，呼吸肌为克服弹性阻力定义：呼吸过程中，呼吸肌为克服弹性阻力 和非弹性阻力而实现肺通气所做的功和非弹性阻力而实现肺通气所做的功正常值正常值（平静呼吸）：（平静呼吸）：0.3 0.3 0.6 Kgm2呼吸功占全身总耗能的呼吸功占全身总耗能的 3 3第二节第二节肺换气和组织换气肺换气和组织换气一、肺换气和组织换气的基本原理气体的扩散气体的扩散气体分子从分压高处向分压低处发生净移动气体分子从分压高处向分压低处发生净移动气体扩散速率气体扩散速率：单位时间气体扩散的容积：单位时间气体扩散的容积n n 气体的分压差气体的分压差n n 气体分子量，溶解度气体分子量，溶解度n n 扩散距离和面积扩散距离和面积n n 温度温度n n概念：混合气体中，每种概念：混合气体中，每种气体分子运动产生气体分子运动产生的压力的压力称为该气体的分压称为该气体的分压n n人体不同部位气体的分压（人体不同部位气体的分压（mmHgmmHg）大气大气大气大气组织组织组织组织肺泡气肺泡气肺泡气肺泡气静脉血静脉血静脉血静脉血动脉血动脉血动脉血动脉血POPO2 2159159404010210410210430309710097100PCOPCO2 240400.30.3404050504646二、肺换气 概念概念 指肺泡与肺毛细血指肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换管血液之间的气体交换 肺换气的过程肺换气的过程 特点：快、特点：快、0.30.3秒达平衡秒达平衡(三)影响肺换气的因素n n气体的分压差气体的分压差 n n呼吸膜的厚度呼吸膜的厚度 n n呼吸膜的面积呼吸膜的面积n n通气通气/血流比值血流比值每分肺泡通气量和肺血流量之间的比值每分肺泡通气量和肺血流量之间的比值正常情况下正常情况下 V VA A/Q=4.2/5=0.84/Q=4.2/5=0.84 呼呼吸吸膜膜的的结结构构V/Q V/Q 比值在比值在0.84 0.84 时气体交换的效率最高时气体交换的效率最高n n血泵功能下降时，血泵功能下降时，V/Q V/Q 0.84 0.84:相当于增大了肺泡无效腔相当于增大了肺泡无效腔n n气泵功能下降时，气泵功能下降时，V/Q V/Q 0.84 0.84:相当于发生了功能性相当于发生了功能性 A-VA-V短路短路 V/QV/Q比值不当时通常缺氧明显，比值不当时通常缺氧明显，COCO2 2潴留潴留不明显不明显原因：原因：动动静脉短路时，动静脉短路时，动静脉间静脉间O2的分压差远的分压差远大于大于CO2的分压差的分压差CO2的扩散系数是的扩散系数是O2的的20倍倍动脉血动脉血PO2下降和下降和PCO2升高时，可刺激呼升高时，可刺激呼吸运动加强，这有助于吸运动加强，这有助于CO2的排出，却无助的排出，却无助于于O2的摄入，因为氧解离曲线呈的摄入，因为氧解离曲线呈“S”形形整个肺整个肺V/QV/Q比值不均比值不均(三三)肺扩散容量肺扩散容量气体在气体在1mmHg1mmHg分压差作用下，每分分压差作用下，每分钟通过呼吸膜扩散的气体的钟通过呼吸膜扩散的气体的mlml数数肺扩散容量的大小反映呼吸膜的面积肺扩散容量的大小反映呼吸膜的面积和厚度和厚度 三、组 织 换 气影响因素：细胞内氧化代谢的强度和血流量影响因素：细胞内氧化代谢的强度和血流量 血液血液组织细胞组织细胞O2CO2 第三节第三节气体在血液中的运输气体在血液中的运输 一、O2 和CO2在血液中存在的形式物理溶解物理溶解化学结合化学结合二、氧的运输二、氧的运输 运输的形式运输的形式 物理溶解：占物理溶解：占1.5%1.5%化学结合：占化学结合：占98.5%98.5%，以，以HbOHbO2 2形式形式 H b与O2结合的特征反应快、可逆、不需酶的催化，受反应快、可逆、不需酶的催化，受POPO2 2影响影响HbHb氧容量：氧容量：100ml100ml血液中，血液中，HbHb能结合的最大氧量能结合的最大氧量HbHb氧含量：氧含量：100ml100ml血液中，血液中，HbHb实际结合的氧量实际结合的氧量HbHb氧饱和度氧饱和度：指氧含量与氧容量的百分比：指氧含量与氧容量的百分比HbHbOO2 2HbOHbO2 2POPO2 2低低低低POPO2 2高高高高反应为氧合，反应为氧合，FeFe2+2+结合结合O O2 2后化合价仍为价后化合价仍为价分子分子HbHb可结合可结合4 4分子分子O O2 2HbHb（FeFe2+2+）+O+O2 2T T型（紧密型）型（紧密型）型（紧密型）型（紧密型）HbHbR R型（疏松型）型（疏松型）型（疏松型）型（疏松型）HbHb盐键断裂盐键断裂盐键断裂盐键断裂HbHb对对对对OO2 2亲和力增加数百倍亲和力增加数百倍亲和力增加数百倍亲和力增加数百倍协同效应协同效应协同效应协同效应 Hb Hb与与O O2 2的结合或解离曲线呈的结合或解离曲线呈S S形，与形，与HbHb的的变构效应变构效应有关有关 去氧去氧去氧去氧Hb Hb 氧合氧合氧合氧合Hb Hb 氧解离曲线（oxygon dissociation curve）概念概念uu定义定义：又称氧合血红蛋白解离曲线，是表：又称氧合血红蛋白解离曲线，是表示示POPO2 2与与HbHb氧饱和度关系氧饱和度关系的曲线的曲线uu意义意义：表明不同：表明不同POPO2 2下下O O2 2与与HbHb的分离情况，的分离情况，及不同及不同POPO2 2下下O O2 2与与HbHb的结合情况的结合情况uu曲线特点曲线特点：S S形形 上段上段上段上段(60100mmHg):(60100mmHg):平坦、平坦、平坦、平坦、HbHb与与与与OO2 2结合、结合、结合、结合、POPO2 2影响小影响小影响小影响小中段中段中段中段(4060mmHg):(4060mmHg):较陡、较陡、较陡、较陡、HbHb与与与与OO2 2解离解离解离解离下段下段下段下段(1540mmHg):(1540mmHg):最陡、最陡、最陡、最陡、HbHb与与与与OO2 2解离、解离、解离、解离、POPO2 2影响大影响大影响大影响大 氧解离曲线的特点及功能意义氧解离曲线的特点及功能意义影响氧解离曲线的因素影响氧解离曲线的因素 n npH和和PCO2波尔效应波尔效应n n温度温度n n2，3-DPGn n其它其它 Hb的状况的状况 CO中毒中毒三、三、COCO2 2的运输的运输形式1.物理溶解（占5%）2.化学结合碳酸氢盐碳酸氢盐（占88%）氨基甲酸血红蛋白氨基甲酸血红蛋白（占7%）在肺在肺在肺在肺碳酸酐酶碳酸酐酶碳酸酐酶碳酸酐酶HCO3 33 32 22 22 2HCOCOHOH+2 22 22 22 2OHHbNHCOOHCOOHbNH+在组织在组织在组织在组织 CO CO2 2 解离曲线解离曲线n n定义：定义：定义：定义：血液中血液中血液中血液中CO2CO2含量与含量与含量与含量与Pco2Pco2关系的曲线关系的曲线关系的曲线关系的曲线n n曲线特点曲线特点曲线特点曲线特点：近似：近似：近似：近似线性关系，无饱线性关系，无饱线性关系，无饱线性关系，无饱和点和点和点和点 何尔登效应：何尔登效应：O2与与Hb结合可结合可促使促使CO2的释放；的释放；去氧去氧Hb容易与容易与CO2结合结合第四节第四节呼吸运动的调节呼吸运动的调节一、呼吸中枢（一、呼吸中枢（respiratorycenter）CNSCNS中，产生和调节呼吸运动的神经细胞群中，产生和调节呼吸运动的神经细胞群 各级中枢各级中枢脊髓脊髓初级中枢初级中枢前角有支配呼吸肌的运动神经元前角有支配呼吸肌的运动神经元低位脑干低位脑干延髓延髓基本中枢，产生基本节律的呼吸基本中枢，产生基本节律的呼吸 脑桥上部脑桥上部 呼吸调整中枢，集中于呼吸调整中枢，集中于PBKFPBKF核群。作用是核群。作用是限制吸气，促使吸气向呼气转换限制吸气，促使吸气向呼气转换背侧组：孤束核，吸气神经元为主背侧组：孤束核，吸气神经元为主腹侧组腹侧组后疑核后疑核 主含呼气神经元主含呼气神经元疑核疑核 主含吸气神经元主含吸气神经元面神经后核面神经后核 主含呼气神经元主含呼气神经元 高位脑：高位脑：下丘脑下丘脑 边缘系统边缘系统 大脑皮层：保证呼吸相关活动的完成。其呼大脑皮层：保证呼吸相关活动的完成。其呼吸调节系统是随意呼吸调节系统吸调节系统是随意呼吸调节系统二、呼吸节律的形成二、呼吸节律的形成呼吸节律形成的两种学说呼吸节律形成的两种学说起搏细胞学说起搏细胞学说延髓延髓perBtzinger复合体中存在电压依复合体中存在电压依赖性起步神经元赖性起步神经元神经元网络学说神经元网络学说中枢吸气活动发生器和吸气切断机制中枢吸气活动发生器和吸气切断机制中枢吸气中枢吸气发生器发生器（+）吸气肌吸气肌运动神经元运动神经元吸气吸气呼呼吸吸调调整整中中枢枢（+）吸气切断机制吸气切断机制（+）（+）（）（+）迷走神经迷走神经CO2肺扩张肺扩张肺牵张感受器肺牵张感受器 二、呼吸的反射性调节n n化学感受性反射化学感受性反射n n肺牵张反射肺牵张反射n n呼吸肌本体感受性反射呼吸肌本体感受性反射n n防御性反射防御性反射潮气量潮气量潮气量潮气量呼吸频率呼吸频率呼吸频率呼吸频率呼呼呼呼吸吸吸吸中中中中枢枢枢枢效应器效应器效应器效应器（呼吸肌）（呼吸肌）（呼吸肌）（呼吸肌）动脉血动脉血动脉血动脉血PCOPCO2 2POPO2 2HH+化学感受器化学感受器化学感受器化学感受器（一）化学感受性呼吸反射（一）化学感受性呼吸反射 化学感受器化学感受器 外周化学感外周化学感受器受器 颈动脉体、颈动脉体、主动脉体主动脉体 感受动脉血感受动脉血POPO2 2、PCOPCO2 2和和H H+浓度浓度颈动脉体受刺激颈动脉体受刺激颈动脉体受刺激颈动脉体受刺激（型细胞）型细胞）型细胞）型细胞）细胞内细胞内细胞内细胞内CaCaCaCa2+2+2+2+窦窦窦窦N N传入冲动传入冲动传入冲动传入冲动迷走迷走迷走迷走N N传入冲动传入冲动传入冲动传入冲动延髓呼吸中枢延髓呼吸中枢延髓呼吸中枢延髓呼吸中枢囊泡递质释放囊泡递质释放囊泡递质释放囊泡递质释放呼吸加深加快呼吸加深加快呼吸加深加快呼吸加深加快P PO2O2P PCO2CO2HH+外周传导通路外周传导通路 特点：对缺氧敏感，不易产生适应特点：对缺氧敏感，不易产生适应（2 2）中枢化学感受器：位于延髓腹外侧表浅部位）中枢化学感受器：位于延髓腹外侧表浅部位中枢传导通路：中枢传导通路：（血）（血）（血）（血）COCOCOCO2 2 2 2血脑屏障血脑屏障血脑屏障血脑屏障生成生成生成生成HH2 2COCO3 3HH+中枢化学感受器中枢化学感受器中枢化学感受器中枢化学感受器兴奋兴奋兴奋兴奋呼吸中枢呼吸中枢呼吸中枢呼吸中枢肺通气肺通气肺通气肺通气（慢、酶少）（慢、酶少）（慢、酶少）（慢、酶少）特点：特点：特点：特点：不感受不感受不感受不感受COCOCOCO2 2 2 2本身，感受的是本身，感受的是本身，感受的是本身，感受的是脑脊液脑脊液脑脊液脑脊液中或中或中或中或局部细胞外局部细胞外局部细胞外局部细胞外液液液液中的中的中的中的H H H H+浓度，但浓度，但浓度，但浓度，但血中血中血中血中 H H H H+不易通过血脑屏障，血不易通过血脑屏障，血不易通过血脑屏障，血不易通过血脑屏障，血pHpHpHpH作用小作用小作用小作用小 对对对对 PCOPCOPCOPCO2 2 2 2敏感，不感受缺氧敏感，不感受缺氧敏感，不感受缺氧敏感，不感受缺氧中枢化学感受器：调节脑脊液中枢化学感受器：调节脑脊液H H+，维持稳定的维持稳定的PHPH外周化学感受器：在低外周化学感受器：在低O O2 2状态，是维持呼状态，是维持呼 吸的驱动力吸的驱动力CO2、H+和和O2对呼吸的调节（单因素）对呼吸的调节（单因素）n nPO2、PCO2和H+浓度浓度均可引起均可引起呼吸加深加快，肺呼吸加深加快，肺通气量增加通气量增加n n三者引起的肺通气三者引起的肺通气反应大致接近反应大致接近CO2：刺激呼吸的机制：刺激呼吸的机制：吸入含吸入含CO2的混合气，的混合气，肺泡气肺泡气Pco2动脉血动脉血Pco2 窦窦窦窦N N迷走迷走迷走迷走N N延髓延髓延髓延髓（快，（快，（快，（快，20%20%）兴奋呼吸中枢兴奋呼吸中枢兴奋呼吸中枢兴奋呼吸中枢PCO2外周外周外周外周化学感受器化学感受器化学感受器化学感受器中枢中枢中枢中枢化学感受器化学感受器化学感受器化学感受器（慢、重要，（慢、重要，（慢、重要，（慢、重要，80%80%）肺通气肺通气肺通气肺通气COCO2 2排出排出排出排出P PCO2CO2（1 1）COCO2 2：vv P PCO2CO2轻度升高，兴奋呼吸轻度升高，兴奋呼吸vvPCO2重度升高，呼吸抑制，甚至出现重度升高，呼吸抑制，甚至出现CO2麻醉麻醉（2）H+动脉血中动脉血中H+增加增加时呼吸加深加快，时呼吸加深加快，肺通肺通气量增加气量增加机制机制:主要通过主要通过外周化学感受器外周化学感受器反射引起反射引起（3 3）O2：PO2低于低于80mmHg时使呼吸兴奋时使呼吸兴奋机制机制:通过通过外周化学感受器外周化学感受器反射引起反射引起缺氧对呼吸缺氧对呼吸中枢中枢的直接作用是的直接作用是抑制抑制注意：注意：慢性通气低下引起低氧时，不能吸纯慢性通气低下引起低氧时，不能吸纯氧，否则会导致呼吸抑制氧，否则会导致呼吸抑制3.CO2、H+和和O2在呼吸调节中的在呼吸调节中的相互调节相互调节n nCO2作用最强作用最强，且，且比单独比单独CO2作用作用强强n nH+作用次之作用次之，比，比单独单独H+作用弱作用弱n nO2作用最弱作用最弱，比，比单独单独O2作用弱作用弱增加吸入气中增加吸入气中CO2的浓度的浓度PcoPco2 2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呼吸加深加快，呼吸加深加快，肺通气量增加肺通气量增加增大无效腔对呼吸的影响增大无效腔对呼吸的影响进入肺内与血液进行进入肺内与血液进行气体交换的空气量气体交换的空气量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呼吸加深加快，呼吸加深加快，肺通气量增加肺通气量增加PcoPco2 2 POPO2 2 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由家兔耳缘静脉注入由家兔耳缘静脉注入3%乳酸乳酸12ml血液中血液中H+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呼吸加深加快，呼吸加深加快，肺通气量增加肺通气量增加 概念概念:由肺扩张引起的吸气抑制，肺萎陷引起由肺扩张引起的吸气抑制，肺萎陷引起吸气兴奋的反射称为肺牵张反射，亦称为黑吸气兴奋的反射称为肺牵张反射，亦称为黑-伯反射伯反射 形式：形式：肺扩张反射肺扩张反射和和肺萎陷反射肺萎陷反射（二）肺牵张反射（二）肺牵张反射（pulmonarystretchreflexpulmonarystretchreflex）肺扩张反射肺扩张反射：肺扩张肺扩张 气管、细支气管平滑气管、细支气管平滑肌牵张感受器兴奋肌牵张感受器兴奋 迷走神经迷走神经传入冲动传入冲动增加增加 吸气切断机制兴奋，吸气切断机制兴奋，抑制吸气抑制吸气，转为呼，转为呼气肺萎陷反射肺萎陷反射1.1.过程：过程：肺萎陷肺萎陷气道平滑肌感受器兴奋气道平滑肌感受器兴奋吸气抑制吸气抑制2.2.生理意义生理意义防止呼气过深或肺不张防止呼气过深或肺不张 剪断双侧迷走神经剪断双侧迷走神经肺扩张时不能立即兴奋肺扩张时不能立即兴奋中枢的吸气切断机制中枢的吸气切断机制吸气延长，呼吸变吸气延长，呼吸变深慢深慢 呼吸肌本体感受性反射呼吸肌本体感受性反射 防御性呼吸反射防御性呼吸反射 咳嗽反射咳嗽反射 喷嚏反射喷嚏反射掌握内容：掌握内容：n n肺通气的动力，呼吸运动时肺内压的变化，空气进肺通气的动力，呼吸运动时肺内压的变化，空气进出肺的过程，胸内压的形成及其生理意义出肺的过程，胸内压的形成及其生理意义n n肺泡表面张力、肺泡表面活性物质及其生理意义肺泡表面张力、肺泡表面活性物质及其生理意义n n肺容量，每分通气量、无效腔和肺泡通气量。影响肺容量，每分通气量、无效腔和肺泡通气量。影响肺换气的因素。通气肺换气的因素。通气/血流比值及其与肺换气的关系血流比值及其与肺换气的关系n nHbHb与与OO2 2结合的特征，氧离曲线与影响因素。结合的特征，氧离曲线与影响因素。OO2 2与与COCO2 2在血液中的运输形式在血液中的运输形式n n呼吸中枢的概念。肺牵张反射呼吸中枢的概念。肺牵张反射n n化学因素对呼吸的调节：化学感受器，化学因素对呼吸的调节：化学感受器，COCO2 2、低、低OO2 2和和H+H+浓度对呼吸的调节作用以及三者在调节呼吸中浓度对呼吸的调节作用以及三者在调节呼吸中的相互作用的相互作用Fig.42-27BreathingcontrolcentersCerebrospinalfluidPonsMedullaoblongataCarotidarteriesAortaDiaphragmRib muscles7.Deep-diving air-breathers stockpile oxygen and deplete it slowlyDeep Diving Breath-holding Adaptations to pressure-Collapse of lung cavity(ribs)-Collapse of lungs7.Deep-diving air-breathers stockpile oxygen and deplete it slowlyAdaptations to oxygen conservation Oxygen stores 2-3 x more than humansHumans:36%of our total O2 in lungs and 51%in our blood.Weddell seal holds 5%of its O2 in its small lungs and stockpiles 70%in the blood.Skeletal muscles and blood as primary storage site(myoglobin)Weddell seal to store about 25%of its O2 in muscle,13%in humansDeep-diving air-breathers stockpile oxygen and deplete it slowlyAdaptations to oxygen conservation Reduce heart rate when diving (120 beats/min to 6 b/min)seals and sea lions store oxygenated blood in their extra-large spleen(which can be 45%of their body weight)Maintain blood flow to brain,heart