生理第五章 呼吸第一节 肺通气.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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,Respiration,机体与外界环境之间的气体交换过程。,呼吸是生命活动,必需,的,基本,生理过程。,Introduction,呼吸：,生理意义：,1.,气体交换,(gas exchange),辅助酸碱平衡调节；,2.,防卫排泄,:,排除异物,(,百余种,),，,加温加湿,过滤清洁；,3.,体温调节,:,不感蒸发；,4.,活性物质代谢：,ACE:,AngI,AngII.,呼吸系统的功能,:,呼吸功能与血液循环紧密相连,呼吸系统,呼吸道：,气体进,出的通道,肺：,气体交换,的场所,鼻、咽、喉气管及支气管,Introduction,肺泡,(alveolus),气体交换的场所；,肺的功能单位。,Introduction,呼吸全过程,Introduction,气体运输,外呼吸,(external respiration),内呼吸,(gas exchange in tissues),O,2,CO,2,第一节 肺通气,第二节 肺换气和组织换气,第四节 呼吸运动的调节,第五章 呼 吸,第三节 气体在血液中的运输,第一节 肺通气,第五章 呼 吸,呼吸道：,气体进出肺的,通道,肺 泡：,外呼吸气体交换的,场所,呼吸肌：,节律运动，肺通气,动力,胸膜腔：,带动,肺扩张、回缩,参与肺通气的器官,肺通气,(,pulmonary ventilation,),：,肺与外界环境间的气体交换过程。,直接动力,:,肺内压与大气压之间的,压力差,一、肺通气的原理,原动力,:,呼吸运动,（一）肺通气的动力,呼吸运动,胸廓肺,呼吸运动：,呼吸肌收缩和舒张引起的胸廓节律,性扩大和缩小。,1,、呼吸运动（,respiratory movement,）,吸气肌：,膈肌和肋间外肌，,收缩,胸廓扩张；,呼气肌：,肋间内肌和腹肌，,收缩,胸廓缩小；,辅助吸气肌：,斜角肌、胸,锁乳突肌,呼吸肌收缩和舒张引起的胸廓节律性扩大和缩小。,呼吸肌,呼 气,肺内压大气压,缩 小,肺 脏,吸 气,肺内压 大气压,胸 廓,吸 气 肌,缩 小,收 缩,舒 张,扩 张,扩 张,（,1,）呼吸运动的过程,主动,被动,腹式呼吸,(abdominal breathing,),:,膈肌舒缩，腹部起伏,（,2,）呼吸运动的形式,按动作部位分,:,混合呼吸,:,正常成人,胸式呼吸,(thoracic breathing,),:,肋间外肌舒缩，胸部起伏,e.g.,婴儿、胸膜炎、胸腔积液,e.g.,严重腹水、腹腔有巨大肿块、妊娠，肥胖,按呼吸深度分,:,平静呼吸,(eupnea),：成人,12-18,次,/,分,，,吸气主动，呼气被动；,用力呼吸,(forced/deep breathing),：,运动、吸入,CO,2,或,O,2,吸气与呼气均主动。,呼吸困难（,dyspnea,）,:,严重缺氧、,CO,2,、通气阻力,平静吸气初,:,肺内压,大气压 气体出肺,平静呼气末,:,肺内压,=,大气压 气流停,2,、肺内压,(intrapulmonary pressure),肺泡内的压力（随呼吸而变化）,平静呼吸时变化小 （,1 2 mmHg,）,用力呼吸或呼吸道不通畅时变化大,紧闭声门时 吸气,-100 -30 mmHg,呼气,60 140 mmHg,肺内压（,intrapulmonary pressure),实现肺通气的两个基本条件：,压力差,呼吸道通畅,人工呼吸,(,artificial respiration,),:,原 理人为建立肺内压与大气压之间压力差,方 法,:,口对口人工呼吸、,呼吸机正压通气,正压,举臂压背、挤压胸廓、呼吸机负压通气,负压,概念,:,胸膜腔内的压力,(,胸内压,),。,3,、胸膜腔内压,(,intrapleural,pressure,),胸膜腔,(pleural cavity,):,肺与胸廓之间,存在一,密闭,、潜在的腔隙，由脏层和壁层胸膜组成，,腔内仅有少量浆液。,浆液的作用：,润滑，减少摩擦；,使两层胸膜紧贴，呼吸时肺随胸廓运动。,间接法,:,气囊测定食管内压,测定方法,:,直接法,:,胸膜腔内压,(,intrapleural,pressure,),胸内压的特点,:,平静呼吸时始终为负压,(,10,3mmHg,),；,用力呼吸时变动很大,（,用力吸气时,-90mmHg,）,有时可为正压,(,紧闭声门用力呼气时,110mHg,),。,平静呼吸时,吸气末,10 5mmHg,呼气末,5 3mmHg,(,胸膜腔负压,or,胸内负压,),紧闭声门用力呼吸时,吸气末,90 mmHg,呼气末,110 mmHg,胸膜腔是一个密闭潜在腔隙,胸廓生长速度比肺快，胸廓固有容积远大于肺固有容积，肺始终处于扩张状态,胸内压的成因：,胸膜腔内压肺内压,+(-,肺回缩压）,吸气末或呼气末：肺内压大气压,胸膜腔内压大气压,+,（肺回缩压）,以大气压为,0,，则：,胸膜腔内压肺回缩压,两,种方向相反作用力的代数和即为胸膜腔内压,迫使脏层胸膜回位,使肺缩小,迫使脏层胸膜外移,使肺扩张,肺 回 缩 压,(,肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力,),肺 内 压,（肺泡内压力）,与作用于胸膜腔的两种力有关:,胸内压周期性变化,:,平静,吸气,时,负值增大,，,吸气末,5,10mmHg,；,平静,呼气,时,负值减小,，呼气末,3,5mmHg,。,胸内压 肺回缩压,负压利于肺的扩张，使肺通气成为可能；,促进（腔静脉）血液和（胸导管）淋巴液回流。,气胸,-,影响,呼吸和循环,功能,胸内压的生理意义,:,密闭状态是形成负压的前提,:,弹性阻力,非弹性阻力,肺通气阻力,气道阻力,(80%-90%),粘滞阻力,惯性阻力,肺弹性回缩力,:1/3,肺泡表面张力：,2/3,（二）肺通气的阻力,70%,30%,肺的弹性阻力,胸廓的弹性阻力,（静态阻力）,（动态阻力）,1.,弹性阻力和顺应性,:,弹性阻力（,elastic resistance,R,）：,对抗变形的力。,顺应性（,compliance,C,）,：弹性体变形的难易程度。,顺应性,=1/,弹性阻力,C=,V,P,（,1,）顺应性,:,（,2,）肺的弹性阻力和顺应性,:,=,1),肺的顺应性,C,肺,=,V,（肺容积变化）,P,（跨肺压变化）,R,肺,1,（,2,）肺的弹性阻力和顺应性,:,2),肺的弹性阻力,（对抗肺扩张）,:,弹性成分的阻力（,1/3,）,肺泡的表面张力（,2/3,）,肺泡液,-,气界面的表面张力,:,使肺泡,趋于缩小,肺泡表面张力,吸气,-,阻力,呼气,-,动力,充盐水时：无液,-,气界面，不存在表面张力，,仅弹性成分的阻力起作用，扩张肺较省力,充气时：有表面张力，扩张肺所需压力要大许多,表面张力占肺弹性阻力的,2/3,压力,Laplace,定律：,P=2T/r,据,Laplace,定律，小肺泡将塌陷，,大肺泡将过度膨胀,?,而实际上此种情况不会发生！,Why?,来源：肺泡,型上皮细胞,成分：二棕榈酰卵磷脂和表面活性物质结合蛋白,特性：,垂直排列于液,-,气界面，,密度随肺泡张缩而改变,（肺泡缩小,密度大；扩大,密度小）,肺表面活性物质,(,pulmonary surfactant,PS,),：,作用：降低肺泡表面张力，减小肺泡回缩力,降低吸气阻力；,维持肺泡稳定性；,防止肺水肿。,新生儿呼吸窘迫综合症,（,NRDS,）,肺泡表面活性物质缺乏,急性呼吸窘迫综合症（,acute respiratory distress syndrome,ARDS,）,肺充血、肺组织纤维化或肺泡表面活性物质减少时，肺弹性阻力,，肺顺应性，,吸气困难。,肺气肿时，肺弹性成分破坏，肺弹性阻力,，肺顺应性，呼气困难。,肺,通气,功能,肺的弹性阻力,-,吸气的阻力，呼气的动力,(3),胸廓的弹性阻力和顺应性,（与胸廓所处的位置有关）2.,非弹性阻力,:,非弹性阻力,惯性阻力（可忽略）,粘滞阻力（较小）,气道阻力（,80,90,）,气道阻力,（,airway resistance,）：,气体流经呼吸道时，气体分子间、气体分子与气道壁,之间的,摩擦,。,鼻部（,50%,）,声门（,25%,）,气管支气管（,15%,）,细支气管以下（,10%,）,气道阻力的影响因素：,跨壁压,牵引作用,自主神经（交感,-,舒张）化学因素,气道阻力：,吸气时气道阻力,，呼气时气道阻力,。,气道管径（主要）：,R1/r,4,气流速度：正变关系,气流形式：层流、湍流（气流快、气道窄）,影响气道管径的因素,周期性,影响,二、肺通气功能的指标,肺容积肺容量,肺通气量,潮气量,补吸气量,补呼气量,余气量,深吸气量,功能余气量,肺活量,肺总量,肺通气量,肺泡通气量,潮气量,(tidal volume,TV,):,1,、肺容积,(,pulmonary volume,),四种基本肺容积互不重叠，总和等于肺总量,补吸气量或,吸气储备量,(,inspiratory reserve volume,IRV),：,补呼气量或呼气储备量,(,expiratory reserve volume,ERV,),余气量,(,residual volume,RV,),每次呼吸时吸入,或,呼出的气体量。,平静吸气末再尽力吸气所能吸入的气体量。,1500,2000ml,平静呼气末再尽力呼气所能呼出的气体量。,900,2000ml,最大,呼气末尚留存于肺内不能再呼出的气体量。,1000,1500ml,，,避免肺泡塌陷；支气管哮喘和肺气肿,RV,增加,决定于呼吸肌、胸廓和肺机械特性及代谢水平。,平静呼吸,400,600ml,，,运动增大,;,2,、肺容量,(pulmonary capcity),肺容积中两项或两项以上联合气体量,深吸气量,(inspiratory capacity,IC):,平静呼气末做最大吸气时所能吸入的气体量。,TV+IRV,。,衡量最大通气潜力。,功能余气量,(functional residual capacity,FRC):,平静呼气末尚留存于肺内的气体量。,RV+ERV,，,2500ml,生理意义：缓冲肺泡气氧分压和二氧化碳分压的变化幅度。,肺活量,(vital capacity,VC):,尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气体量。,TV+IRV+ERV,个体差异大，男,3500ml;,女,2500ml,生理意义：,反映肺一次,通气最大能力,，一定程度上作为肺通气功能指标（例如健康体检时）。,测定不限呼气时间,不能反映肺组织弹性和气道通畅程度。,用力肺活量,(forced vital capacity,FVC),一次最大吸气后，,尽力尽快,呼气所能呼出的最大气体量。,生理意义：,反映肺通气,量和速度,，,充分反映,肺通气功能肺总量,(,total lung capacity,TLC,),：,肺活量,+,余气量,个体差异大，男,5000ml;,女,3500ml,；,限制性通气不足,TLC,限制性肺疾病,FEV,1,/FVC,正常或,阻塞性肺疾病,FEV1/FVC,用力呼气量（,FEV,）：,一次最大吸气后尽力尽快呼气，在,一定时间内,所能呼出的气量,.,FEV,1,/FVC,、,FEV,2,/FVC,、,FEV,3,/FVC,：,83%,、,96%,、,98%,（二）肺通气量和肺泡通气量,肺通气量,(,pulmonary ventilation,),概念：,每分钟,吸入或呼出的气体总量。,正常值：,6,9L/min,;,可因性别、年龄、身材、活动量而不同。,计算：,每分通气量,=,潮气量,呼吸频率,最大随意通气量：尽力做深快呼吸时每分可达,150L,（评估运动能力）,通气储量百分比,最大通气量,-,每分平静通气量,最大通气量,100%,生理无效腔,(,physiological dead space,),：,解剖无效腔,+,肺泡无效腔,无效腔,解剖无效腔,(,anatomical dead space,):,未参加气体交换的,呼吸道,容量，约,150ml,。（鼻、口与终末细支气管间）,肺泡无效腔,(,alveolar dead space,):,未发生气体交换的,肺泡,容量。（血流分布不均）,生理无效腔解剖无效腔,(,健康人平卧,),肺泡通气量,(,alveolar ventilation,),概 念：,每分钟吸入肺泡的,新鲜,气体量。,计 算：,（潮气量无效腔容量）,呼吸频率,(150ml),一定范围内，深而慢还是浅而快的呼吸对机体更有利？,Why?,每分通气量,=,潮气量,呼吸频率,肺泡通气量,=,（潮气量,-,无效腔）,呼吸频率,肺泡通气量（潮气量解剖无效腔）,呼吸频率,一定范围内，深而慢的呼吸更有利,每分通气量潮气量,呼吸频率,呼吸频率,（次,/,分钟）,潮气量,（,ml,）,每分通气量,（,ml/min,）,肺泡通气量,（,ml/min,）,16,500,8000,5600,81000,8000,6800,32,250,8000,3200,本节要点：,1,、概念：顺应性、潮气量、余气量、肺活量、深吸气量、功能余气量、用力肺活量、肺通气量、肺泡通气量,2,、问答：肺通气阻力的组成,3,、问答：胸内负压的生理意义,4,：问答：肺泡表面活性物质的成分、来 源、作用及生理意义,5:,为何深而慢的呼吸更有效？,PS,的密度与肺泡,r,反变,肺泡扩大时，,PS,密度小，防止肺泡过度膨胀。,肺泡缩小时，,PS,密度大，防止肺泡塌陷。,气体层,肺泡表面张力,-,对肺毛细血管血浆和肺组织间液有,“,抽吸,”,作用，促使肺组织液生成，可能致肺水肿,PS,降低肺泡表面张力，防止肺水肿,胸廓的顺应性,C,胸廓,=,V,（胸腔容积变化）,P,（跨胸壁压变化）,=,R,胸廓,1,(4),总弹性阻力和顺应性,:,R,肺胸廓,=R,肺,R,胸廓,=,C,肺,1,C,胸廓,1,