呼吸(H-L-唐).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(respiration)：,指机体与外界环境之间的气体交换过程,气体在血液中的运输,呼吸包括三个基本过程,外呼吸,：,肺通气,肺换气,内呼吸：,组织换气,细胞呼吸,一、呼吸道,上呼吸道,鼻、咽、喉、气管上部,下呼吸道,气管下部及其肺内分支（,0,23,级）,第一节 呼吸器官的结构与功能特点,呼吸道的作用：,对吸入气加温、加湿、过滤、清洁；,防御保护作用；,三、胸廓（thorax）,胸 廓：,由脊柱、肋骨、胸骨、呼吸肌构成,呼吸肌：,吸气肌（肋间外肌、膈肌）,呼气肌（肋间内肌、腹壁肌）,辅助吸气肌（斜角肌、胸锁乳突肌等）,第二节 肺通气,直接动力：,肺内压与外界大气的压力差,一、肺通气的动力,原动力：,呼吸运动（是肺内外压力差形成的原因,）,肺通气（pulmonary ventilation）：,指肺与外界环境之间的气体交换过程，即气体进出肺的过程。,胸膜腔：,是胸廓扩张牵引肺扩张的关键结构,肺通气动力必须克服肺通气阻力，才能实现肺通气。,(一)呼吸运动,（respiratory movement）,指由呼吸肌收缩与舒张引起的胸廓的扩大与缩小,膈肌,收缩时,肋间外肌,收缩时,吸气,(inspiration),运动,膈肌收缩,胸腔上下径,胸腔容积扩大,肺扩张,肺内压降低,气体进入肺,肋间外肌收缩,胸腔前后左右径,2.呼气,(expiration),运动,肋间内肌收缩,肋骨前端和胸骨下移，各肋内旋,胸腔容积,肺弹性回缩,肺内压升高,气体呼出肺,腹壁肌收缩,腹腔脏器推动膈上移，向下牵拉胸廓,用力呼气有呼气肌收缩参与,平静呼气由吸气肌舒张引起,平静呼吸和用力呼吸,特点：,吸气是主动的，呼气是被动的（呼气肌不参与收缩,）,平静呼吸（,quiet respiration,）：,指,安静状态下平稳而均匀的自然呼吸,。,用力呼吸（,forced breathing,）：,机体活动时，呼吸加强,，,又称,深呼吸（,deep breathing,）,特点：,吸气和呼气都是主动的（吸气时，辅助吸气肌也参与收缩,）,3.呼吸形式,腹式呼吸（,abdominal breathing,）：,指以膈肌舒缩为主的呼吸运动，腹部起伏明显。,胸式呼吸（,thoracic breathing,）：,指以,肋间外肌舒缩为主的呼吸运动，胸部起伏明显,腹式呼吸和胸式呼吸,概念：,指肺泡内的压力。,(二)肺内压(intrapulmonary pressure),肺扩张肺内压,(,大气压)呼气,呼吸道通畅、呼吸暂停时,，肺内压=外界大气压,肺内压变化幅度，取决于呼吸的深浅、快慢和呼吸道通畅程度。,(三)胸膜腔内压,平静吸气末-5 -10 mm Hg,平静呼气末-3 -5 mm Hg,用力呼气末-1 mm Hg,胸膜腔,：,是密闭的，其中只有少量浆液，没有气体,胸膜腔内压：,简称胸内压，通常低于外界大气压，为负压,(胸膜腔的密闭是维持胸内负压的条件,),胸内负压的意义:,WD,维持肺扩张状态，并使肺能随胸廓扩张而扩张；,促进静脉血和淋巴液的回流。,胸膜腔内压=肺内压,肺回缩力,在吸气末或呼气末,：,肺内压=大气压,胸膜腔内压=大气压,肺回缩力,=肺回缩力(以大气压为0),肺内压,肺回缩力,胸内负压的形成：,由,肺的弹性回缩力造成。,WD,二、肺通气的阻力,(一)弹性阻力与顺应性,顺应性(compliance，C):,指在外力作用下，弹性组织的可扩张性,弹性阻力（elastic resistance，R）:指弹性组织受到外力作用时产生的对抗变形的力，即弹性回位力。,C,=,1,R,=,V,P,(L/cm H,2,O),肺和胸廓的弹性,阻力,（,占70%），非弹性阻力（占30%）,肺弹性阻力,方向向内，是吸气阻力、呼气动力,1.肺弹性阻力与顺应性,肺顺应性（lung compliance，,C,L,）：,(健康成人0.2L/cmH,2,O),肺容量变化(V),跨肺压变化(P),C,L,=,肺纤维化时，肺顺应性,吸气困难,肺气肿时，肺顺应性,呼气困难,以单位肺容积计算的肺顺应性，称,比顺应性（specific compliance）,。,肺顺应性受肺总量的影响：肺总量大时，顺应性较大；反之，则较小比顺应性=测得的肺顺应性(L/cmH,2,O)/肺总量(L),肺弹性阻力,来源：,肺泡内液-气界面的表面张力(,使肺泡缩小的力,),，占,2/3,肺内弹性组织(,弹力和胶原纤维)的弹性,回缩力，占1/3,肺泡回缩压力(P)=,2T(表面张力),r(肺泡半径),根据Laplace定律:,肺泡表面活性物质(pulmonary surfactant)：,作用：,降低表面张力，,意义：,减小吸气阻力，使吸气更省力；,防止肺泡过度回缩和过度膨胀；,减少肺组织液生成，防止发生肺水肿。,是由肺泡,型细胞分泌的脂蛋白混合物，主要成分是二棕榈酰卵磷脂。,WD,2.胸廓的弹性阻力和顺应性（与肺不同，胸廓是双向弹性体）,胸廓自然位置方向向内（吸气阻力，呼气动力）,胸廓自然位置方向向外（呼气阻力，吸气动力）,胸廓弹性阻力及方向：,(正常0.2 L/cm H,2,O),胸廓顺应性,胸腔容积变化(V),跨壁压变化(P),=,胸廓=自然位置(,肺容量=肺总量的67%),无弹性阻力,惯性阻力（,可忽略不计,）,(二)非弹性阻力,粘滞阻力,气道阻力(占80%90),气流速度快时大，慢时小,气流形式湍流大，层流小,气道口径,R1/r,4,鼻 50,声门 25,气管和支气管 15,细支气管(,口径2mm),10,影响 气道阻的因素,气道阻力的分布,潮气量(tidal volume,TV)：,指平静呼吸时，每次吸入或呼出肺的气量。（400600ml，平均 500ml）,补吸气量(inspiratory reserve volume,IRV),补呼气量(expiratory reserve volume,ERV),残气量(residual volume,RV):,最大呼气后肺内仍残留的气量,三、肺通气能力评价,(一)肺容积肺总量由四个基本肺容积组成,功能余气量：,平静呼气末肺内仍余留的气量(=补呼+余气量),深吸气量：,=潮气量+补吸气量,肺活量(vital capacity)：,最大吸气后，所能呼出的最大气量,(=潮+补吸+补呼 或=肺总量-余气量,）,平均 男3500ml 女2500ml,(二)肺容量基本肺容积中两项或以上的联合气量,正常值：1s末 83%，2s末 96%，3s末 99%,用力呼气量（时间肺活量）：,最大吸气后尽力尽快呼气，在一定时间内所能呼出的气量。通常以所占用力肺活量的百分数表示。（是一个较好的指标,）,(三)肺通气量,每分通气量:,每分钟吸入或呼出肺的气体量（=潮气量呼吸频率）,肺泡通气量：,指每分钟吸入肺泡内的新鲜空气量（=潮气量-无效腔)呼吸频率,解剖无效腔,(anatomical dead space):,从鼻至终末细支气管的呼吸道，无换气功能,（正常人约150ml）。,潮气量 无效腔 呼吸频率 每分通气量 肺泡通气量,(ml)(ml)(次/min)(ml/min)(ml/min),平和呼吸 500 150 12 6000 4200,深慢呼吸 1000 150 6 6000 5100,浅块呼吸 250 150 24 6000 2400,相对而言，深而慢的呼吸比浅而快的呼吸对肺换气更有利,肺泡无效腔:,未发生气体交换的肺泡容量,原理：,顺气体分压差、以扩散的形式进行,第三节 呼吸气体的交换,包括：,肺换气和组织换气,(mmHg)空气 吸入气 肺泡气 动脉血 静脉血 组织液,PO,2,159 149 103 100 40 30,PCO,2,0.3,0.3,40,40,46,50,人在海平面时各部位气体的分压,二、肺换气,(一)肺换气过程,肺泡气P,O,2,103)混合V血(40),O,2,向血液扩散,混合V血P,CO,2,(46)肺泡气PCO,2,(40),CO,2,向肺泡扩散,决定肺部换气的主要因素是气体的分压差,(二)影响肺换气的因素,WD,1.呼吸膜的厚度：,肺换气与呼吸膜的厚度成反比,2.呼吸膜的面积：,肺换气与呼吸膜的面积成正比,呼吸膜由六层组成,肺水肿、肺纤维化时增厚,正常时1,m,肺气肿、肺不张时 减小,安静时,40m,2,运动时 70m,2,3.,通气/血流比值（ventilation/perfusion ratio，V,A,/Q)：,指每分肺泡通气量与每分肺血流量的比值,4200ml/min,5000ml/min,=0.84V,A,/Q=,V,A,Q时，类似动-静脉短路,V,A,Q时，类似肺泡无效腔,肺换气,三组织换气,动脉血P,O,2,(100)组织(30),O,2,向组织扩散,组织P,CO,2,(50)动脉血(40),CO,2,向血液扩散,第四节 气体在血液中的运输,气体的运输形式,物理溶解(很少),化学结合(主要),O,2,溶解度：,38，一个大气压作用下，溶解2.14ml/100ml液体,CO,2,溶解度：,38，一个大气压作用下，溶解51.5ml/100ml液体,二、氧的运输,O,2,的运输形式:,物理溶解1.5%，化学结合98.5%,O,2,的结合运输:,与血红蛋白(Hb)结合形成氧合血红蛋白(HbO,2,),物理溶解 化学结合 合计,0.31 20 20.31,100ml动脉血O,2,含量(ml),1.Hb与O,2,的结合是氧合，不是氧化,2.反应快、可逆、不需酶催化、受氧分压影响,(一)Hb与O,2,结合的特征,Hb+O,2,PO,2,高(肺泡处),PO,2,低(组织处),HbO,2,3.1分子Hb最多可结合4个O,2,，1克Hb最多结合1.34mlO,2,Hb氧容量(oxygen capacity):,1L血液中Hb能结合的最大O,2,量,Hb氧含量(oxygen content)：,1L,血液中Hb实际结合的O,2,量。,Hb氧饱和度(oxygen saturation)：,Hb氧含量占Hb氧容量的百分比,Hb氧含量,Hb氧容量,=,%,4.HbO,2,呈鲜红色，去氧Hb呈暗红色,5.存在变构效应,（二）氧解离曲线（曲线特点、意义、影响因素,WD,）,氧解离曲线：,是反应血Po,2,与Hb氧饱和度关系的曲线。（呈S形，分上段、中段和下段）,特点：,曲线平坦,意义：,只要肺泡气或动脉血Po,2,不60mmHg,Hb氧饱和度就不会90%,组织便不会明显缺氧。,1.氧离曲线上段,Po,2,60100mmHg的一段，反应Hb与O,2,的结合部分;,大气PO,2,正常,大气PO,2,特点：,曲线较陡,意义：,血液流经组织时，能向组织释放较多的氧.,2.氧离曲线中段,Po,2,40 60mmHg的一段，反应 Hb与O,2,解离的部分;,动脉血流经一般代谢的组织,特点：,曲线最陡,意义：,代表血液释放氧的贮备。,3.氧离曲线下段,Po,2,15 40mmHg的一段;,动脉血流经代谢增强的组织,2.影响氧离曲线的因素,2,3-二磷酸甘油Hb与O2亲和力氧离曲线右移,温度Hb与O,2,亲和力氧离曲线右移；,血液pHPco,2,Hb与O,2,亲和力氧离曲线右移,波尔效应(Bohr effect)：,酸度对Hb与O,2,亲和力的影响,波有尔效应的意义：,即利于肺部,O,2,的结合，也有利于组织处,O,2,的释放,二、CO,2,的运输,100ml静脉血CO,2,含量(ml),物理溶解 化学结合 合 计,2.91 50 52.91,物理溶解：,5%,化学结合：,95%（碳酸氢盐88%、氨基甲酰Hb7%）,1.脊髓：,直接支配呼吸肌的运动神经元所在部位，是呼吸反射的初级中枢，但不能产生呼吸节律。,一、呼吸中枢,第五节 呼吸运动的调节,呼吸中枢,（respiratory center）,：,指中枢神经系统内，产生和调节呼吸运动的神经细胞群。,延髓,是形成呼吸节律的基本中枢,脑桥上部呼吸调整中枢,抑制吸气、使吸气向呼气转化,2.低位脑干：呼吸节律形成有赖于脑桥和延髓的活动,3.高位脑,包括：,大脑皮层、边缘系统、下丘脑等,大脑皮层：,可在一定限度内随意控制呼吸,(一)化学感受性反射,外周化学感受器：,颈动脉体、主动脉体,二、呼吸的反射性调节,动脉血PCO,2,H,+,PO,2,外周化学感受器兴奋,感受的有效刺激是脑脊液和局部细胞外液 H,+,中枢化学感受器：,在,延髓腹外侧浅表部位,动脉血CO,2,脑脊液H,+,中枢化学感受器兴奋,O,2,、CO,2,、H,+,对呼吸运动的调节：,WD,动脉血PO,2,外周化学感受器呼吸加强肺通气,动脉血H,+,外周（主要）,和中枢化学感受器呼吸 肺通气,长期低O,2,、CO,2,潴留时,刺激呼吸的主要因素是动脉血PO,2,低O,2,对呼吸中枢的直接作用是抑制,在一定范围内，吸入气CO,2,（1%6%）外周和,中枢化学感受器(主要),呼吸中枢 呼吸,加强,肺通气,肺牵张反射(pulmonary stretch reflex)：,由肺的扩张或肺缩小所引起的吸气抑制或兴奋的反射（也称黑-伯反射）。,(二)机械性反射,肺扩张刺激牵张感受器迷走神经传入,延髓使吸气转为呼气,切断动物双侧颈迷走神经，呼吸加深、变慢,平静呼吸时，该反射对呼吸调节不起主要作用,