暨南大学医学院生理教研室王跃春呼吸
呼吸,机体和外界环境之间的气体交换
生理意义,维持内环境中 O2和 CO2含量的相对稳定。
呼吸过程,
外呼吸(肺呼吸):
肺通气 空气-肺肺换气 肺泡-肺毛细血管气体在血液中的运输,
肺摄取的 O2运输到组织细胞组织细胞将 CO2运送到肺内呼吸(组织呼吸 ):
血液-组织细胞暨南大学医学院生理教研室王跃春呼吸的全过程吸气肺通气 {
外呼吸 ( 肺呼吸 ) 呼气肺换气呼吸 气体在血液中的运输组织换气内呼吸 ( 组织呼吸 )
氧的利用暨南大学医学院生理教研室王跃春呼 吸第一节 肺 通 气第二节 气体的交换与运输第三节 呼吸运动的调节暨南大学医学院生理教研室王跃春第一节 肺 通 气肺与外界大气之间的气体交换过程。
一.肺通气的动力:
(一 )呼吸运动:
(二 )胸膜腔内压:
二.肺通气的阻力:
三,肺通气功能的测定:
(一 )肺容量与肺活量:
(二 )每分通气量与肺泡通气量:
暨南大学医学院生理教研室王跃春一.肺通气的动力:
根本动力 ( 原动力 ),
呼吸肌的舒缩 → 胸廓张缩 → 肺张缩直接动力:
肺泡气与大气之间的压力差
> 0 呼气
< 0 吸气暨南大学医学院生理教研室王跃春
Respiration movement
Inspiratory movement,主动过程膈肌 ( 4/5),胸腔上下径 ↑
吸气肌收缩肋间外肌 ( 1/5),胸腔前后左右径 ↑
Expiratory movement:
被动过程 ( 平静呼吸 ),吸气肌舒张主动过程 ( 用力呼吸 ),
腹壁肌:胸腔上下径 ↓
呼气肌收缩肋间内肌:胸腔前后左右径 ↓
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(一)呼吸运动两种呼吸运动的比较平静呼吸 用力呼吸频率,1 2 ~ 1 8 次 / 分 〉 18 次 / 分吸气动作 膈肌,肋间外肌收缩(主动) 辅助吸气肌也参于收缩(主动)
呼气动作 膈肌,肋间外肌舒张(被动) 辅助呼气肌也参于收缩(主动)
幅度,膈顶下降 1 ~ 2 厘米 膈顶下降 7 ~ 1 0 厘米暨南大学医学院生理教研室王跃春肺内压:
肺泡内的压力吸气初,肺容积 ↑→肺内压 ↓→低于大气压
→空气入肺泡 →肺内压 ↑→吸气末时,肺内压 =大气压 →气流停止 。
呼气初,肺容积 ↓→肺内压 ↑→高于大气压
→肺内气体出肺 →肺内压 ↓→呼气末时肺内压 =大气压,气流停止 。
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(二)胸膜腔内压:
胸膜腔内的压力 。
特点:周期性变化,始终低于大气压吸气末,-5~-10cm 呼气末,-3~-5cm
1,胸内负压的形成:
胸内压 =肺内压 -肺回缩力吸气末,呼气末,肺内压 =大气压 =0
胸内压 =-肺回缩力暨南大学医学院生理教研室王跃春
2.胸内负压的意义:
维持肺的扩张状态
耦联肺通气与呼吸运动
促进血液与淋巴回流暨南大学医学院生理教研室王跃春二.肺通气的阻力:
肺弹性阻力弹性阻力 ( 70%)
通气的阻力,胸廓弹性阻力非弹性阻力 ( 30%)
肺弹性回缩力 1/3
肺弹性阻力肺泡表面张力 2/3
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(一)肺弹性阻力
1
-概念,顺应性 ( C) =-------------
弹性阻力 ( R)
-衡量:
肺容积变化 ( △ V)
肺顺应性 ( CL) =---------------( L/cmH2O)
跨肺压变化 ( △ P)
比顺应性 顺应性
( Specific compliance) =--------
肺总容量暨南大学医学院生理教研室王跃春肺泡表面张力肺泡壁内液气 -界面具有使肺泡回缩到最小面积的力,称肺泡表面张力。
肺泡表面张力可能带来的问题:
A,肺泡积液
B,大小肺泡失去稳定性
2T P=肺泡内压 小肺泡内压高 → 塌陷
P=--- T=表面张力 大肺泡内压低 → 膨胀
r r=肺泡半径暨南大学医学院生理教研室王跃春肺泡表面活性物质:
由肺泡 Ⅱ 型上皮细胞合成和分泌,分布于液气 -界面之间,降低肺泡表面张力的一种脂蛋白 ( 二棕榈酰卵磷脂 )
① 降低肺泡表面张力,利于肺的扩张 。
② 防止肺水肿,肺泡积液
③ 维持大小肺泡的稳定性 。
Laplace定律,P=2T/r
P:肺泡弹性回缩压
T:肺泡表面张力
r:肺泡半径暨南大学医学院生理教研室王跃春
(二)非弹性阻力:
气道阻力( 80-90%)
惯性阻力粘滞阻力气道阻力主要受气道口径和气流速度的影响暨南大学医学院生理教研室王跃春
(一)肺容量与肺活量:
补吸气量,1.5~2.0L
潮气量,400~600(500)mL 肺活量肺总容量 补呼气量,0.9~1.2L
余气量,1.0~1.5L
肺活量,
在作一次最深吸气后,尽力呼出的最大气量,称肺活量,
2.5~3.5L,是肺静态通气功能的一项重要指标,
用力呼气量 (时间肺活量 ):
在作一次最深吸气后,用力尽快呼气,计算头 3秒呼出的气量占肺活量的百分数,83%.96%.99%.
暨南大学医学院生理教研室王跃春每分通气量与肺泡通气量:
1.每分通气量 (minute ventilation volume):
:每分钟内进或出肺的气体总量,全面地反映肺动态通气功能 。 6~8L/min
每分通气量 =潮气量 X呼吸频率 TV× R
最大随意通气量 (maximal ventilation volume):
最大限度地作深而快的呼吸,每分钟内吸入或呼出气量 。 70~120L/min
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2.肺泡通气量
(alveolar ventilation volume)
每分钟内进或出肺泡,并能与血液进行气体交换的有效通气量 。 4.2L/min
每分通泡通气量 =( 潮气量 — 无效腔气量 ) X呼吸频率
(TV-dead space)× R
anatomical dead space
physiological dead space
alveolar dead space
暨南大学医学院生理教研室王跃春三种呼吸形式的比较呼吸形式 每分通气量 (m l/m in ) 每分肺泡通气量 (m l/m in )
平静呼吸 5 0 0 X 1 2 = 6 0 0 0 (5 0 0 - 1 5 0 )X 1 2 = 4 2 0 0
浅快呼吸 2 5 0 X 2 4 = 6 0 0 0 (2 5 0 - 1 5 0 )X 2 4 = 2 4 0 0
深慢呼吸 1 0 0 0 X 6 = 6 0 0 0 (1 0 0 0 - 1 5 0 )X 6 = 5 1 0 0
暨南大学医学院生理教研室王跃春第二节 气体的交换与运输一,气体的交换,
(一 )动力,
(二 )过程:
[三 ]影响肺换气的因素:
二,气体的运输
(一 ).O2的运输
(二 ).CO2的运输,
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(一 )动力,
1.气体的分压 (partial pressure),混合气体的总压力中,某种气体所占有的压力,
某种气体分压 =总压力 × 该气体的容积百分比大气中 O2分压 =760mmHg× 20.84%=159.0mmHg
2.气体的张力,溶解的气体分子从液体中逸出的力,
即液体中的气体分压
3.气体的物理特性与扩散速率 (D):
diffusion:布朗运动使气体分子从分压高处向分压低处发生的净转移。
D=溶解度 /分子量暨南大学医学院生理教研室王跃春过程:
肺换气,V血 → A血单位,mmHg
组织换气,A血 →V血
PO 2 肺泡气 ( 102 ) >V 血 ( 40) O 2 扩散入肺 V
P C O 2 肺泡气 ( 40 ) < V 血 ( 46) CO 2 扩散入肺 泡
PO 2 组织液( 30 ) <A 血 ( 100) O 2 扩散入组织
P C O 2 组织液( 50 ) > A 血 ( 40) CO 2 扩散入 A 血暨南大学医学院生理教研室王跃春肺换气特点扩散迅速,仅需 0.3秒达到平衡,血液流经肺毛细血管的时间为 0.7秒,
血液流经肺毛细血管的 1/3时,已完成肺换气过程。
暨南大学医学院生理教研室王跃春影响肺换气的因素:
1,肺泡气的更新率,气体的分压差
2,呼吸膜的面积和厚度,
肺水肿,肺纤维化 → 呼吸膜厚度 ↑→气体交换 ↓
运动 →肺毛细血管开放数量 ↑→ 呼吸膜面积 ↑
→气体交换 ↑
肺不张,肺气肿 →呼吸膜面积 ↓→气体交换 ↓
3,肺通气量 /血流比值 (V/Q比值 ):
V/Q比值 =每分肺泡通气量 /肺血流量
4.2/5=0.84
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V/Q比值
V/Q 比值 生理意义
= 0,84 通气量与血流量配合最适合,换气效率最高
> 0,84 通气过剩,血流不足 → 部分肺泡气不能与血液充分交换 → 肺泡无效腔 ↑
< 0,84 通气不足,血流过剩 → 功能性 A - V 短路暨南大学医学院生理教研室王跃春
(一 ).O2的运输物理溶解,1.5%
1.运输形式化学结合,98.5%
PO2高
O2+Hb HbO2
PO2低暗蓝 鲜红暨南大学医学院生理教研室王跃春发绀,
每 1L血液中去氧 Hb(还原 Hb)达到 50g以上,则口唇,甲床,粘膜等浅表毛细血管丰富的部位,可呈青紫色,称发绀,
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Hb的氧饱和度
(血氧饱和度 ):
血氧饱和度 =( 氧含量 / 氧容量 ) X100%
氧容量:每 1L血液中的 Hb所可能结合的最大氧量 。
氧含量:每 1L血液中的 Hb所实际结合的氧量。
暨南大学医学院生理教研室王跃春氧解离曲线(氧离曲线):
反映血氧饱和度与 PO2关系的曲线,
PO 2 范围 血氧饱和度 生理意义
60 ~100m m H g 98 % ~90%,变化很小,曲线平坦在此 范围内 PO 2 变动较大时,Hb
仍有较高的载氧能力,不致缺氧,
60 ~15 m m H g
40 ~15 m m H g
90 % ~75%,较陡
75 % ~22%,陡直在此 范围内 PO 2 稍有降低,血氧饱和度明显减小,即 H b O 2 解离加强,
可释放较多的 O 2,供组织利用,
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(二 ).CO2的运输,
1.碳酸氢盐的形式,87%
2.氨基甲酸 Hb的形式,7%
PCO2高 ( 组织 )
HbNH2+CO2 HbNHCOOH
PCO2低 ( 肺 )
HbNHCOO- + H+
暨南大学医学院生理教研室王跃春第三节 呼吸运动的调节一,呼吸的中枢调控,
二,呼吸的反射性调节,
(一 )化学感受性反射,
(二 )机械感受性反射,
暨南大学医学院生理教研室王跃春化学感受器,
名称 部位 敏感刺激外周 化学感受 颈 A 体,主 A 体 血中 PO 2,P C O 2,[ H
+
] 的变化中枢 化学感受 延髓外侧 脑脊液和局部组织液中 [ H
+
]
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2.CO2对呼吸的影响,
一定量的 CO2是维持呼吸中枢兴奋性所必需的生理性刺激,
反射性 加强 呼吸运动,主要 (80%)通过中枢途经,
— 中枢化学感受器
-生理刺激:脑脊液和局部细胞外液的 H+
— 外周化学感受器
-次要途径:特殊情况下起主要作用
A.血 PCO2突然升高;
B.中枢化学感受器受抑。
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3.低 O2对呼吸的影响,
① 对中枢的直接作用是抑制,
② 反射性加强呼吸运动,完全通过外周途经,
轻度缺氧 →呼吸加强重度缺氧 → 呼吸减弱暨南大学医学院生理教研室王跃春
4.H+对呼吸的影响,
作用,反射性加强呼吸运动机制,主要通过外周途经,
外周化学感受器 ( 快,敏感性低 )
中枢化学感受器(慢,敏感性高)
暨南大学医学院生理教研室王跃春肺牵张反射
( pulmonary stretch reflex)
inflation reflex:
过程:吸气 → 牵张感受器㈩ ( 支气管,细支气管平滑肌内 ) → 延髓吸气切断机制 → 呼气意义:防止吸气过深
deflation reflex:
过程:深吸气 → 牵张感受器㈩ ( 细支气管平滑肌,肺泡内 ) → 延髓吸气活动发生器 → 吸气意义:防止呼气过深