第五章呼吸

1（P1）第五章呼吸（P2）授课内容第一节肺通气第二节呼吸气体的交换第三节气体在血液中的运输第四节呼吸运动的调节（P3）教学要求1、熟悉呼吸的的概念和呼吸过程的三个环节。2、掌握肺通气的动力和阻力以及顺应性。3、熟悉肺容积和肺容量，掌握潮气量、肺活量、时间肺活量、最大通气量、无效腔和肺泡通气量等等概念。4、熟悉气体交换的原理；了解气体交换的过程过程；熟悉影响肺换气的因素。5、熟悉气体在血液中的运输形式。6、掌握呼吸调节。2（P4）概述1、概念：机体与外界环境之间的气体交换过程称呼吸。2、过程：①肺通气；②肺换气；③气体交换；④组织换气。（图5-1示呼吸全过程）3、意义：维持机体内环境中O2和CO2含量的相对稳定，以保证生命活动的正常进行。（P5）第一节肺通气1、含义：肺与环境之间气体交换的过程称肺通气。2、肺通气功能是由通气的动力克服通气的阻力来实现的。（P6）一、肺通气的动力直接动力是分压差，原动力是呼吸运动（一）呼吸运动：含义：呼吸肌的收缩和舒张引起胸廓有节律的扩大与缩小，称呼吸运动。吸气肌：膈肌、肋间外肌3呼吸肌呼气肌：肋间内肌、腹壁肌群呼吸辅助肌：斜角肌、胸锁乳突肌等（P7）1、吸气运动：由膈肌和肋间外肌收缩引起。膈肌收缩：胸腔上、下径增大肋间外肌收缩：胸腔前、后、左、右径增大。2、呼气运动：膈肌、肋间外肌舒张，气体出肺。（图5-2呼吸时膈肌、肋骨的位置变化）（P8）3、呼吸类型：（1）根据呼吸呼吸深度分为：①平静呼吸：12-18次/分。吸是主动的，呼是被动的。②加强呼吸：除吸、呼气肌活动外，还有胸锁乳突肌等辅助呼吸肌也参与活动。吸气、呼气均为主动的。呼吸困难：病理情况下，用力呼吸仍不能满足需要，出现鼻翼扇动，主观有喘不过气的感觉。（P9）（2）根据引起呼吸运动的肌群分为：①胸式呼吸：以肋间肌活动引起胸壁起伏的呼吸运动。②腹式呼吸：以膈肌舒缩引起的腹壁起伏的呼吸运动。③混合式呼吸：正常情况两种呼吸并存。（表5-1胸式呼吸和腹式呼吸）4（P10）（二）呼吸时肺内压与胸膜腔内压的变化：1、肺内压：（1）概念：肺泡内的压力称肺内压。在呼吸运动过程中，肺内压随胸腔容积的变化而改变。（2）平静呼吸时肺内压值：①吸气时：肺内压﹤大气压：1-2mmHg，气体入肺；②呼气时：肺内压﹥大气压：1-2mmHg，气体出肺。（3）影响因素：肺内压的大小与呼吸运动的深浅、缓急和呼吸道的通畅程度等有关。（P11）（4）人工呼吸：在呼吸运动过程中，肺内压的交替变化，是肺通气的直接动力。在临床上用人工方法人为造成肺与大气之间的压力差，来维持肺通气，纠正人体缺氧，以促进自主呼吸的方法。（图5-3人工呼吸）（P12）2、胸膜腔内压：（1）概念：胸膜腔内压力称胸膜腔内压，是负压。（图5-4呼吸时肺内压、胸内压及呼吸气量的变化（外向箭头表示肺内压，内向箭头表示肺回缩力））（P13）（2）形成：胸膜腔是一个密闭的腔隙，只有少许液体。①胎儿一出生，第一次吸气，肺被扩张，而后不可能回复到原有位置，则胸膜腔此后即为负压，但较小。5②胸廓与肺发育速度不同，胸廓发育快，而肺发育慢，因而胸腔负压增大。胸膜腔负压=肺内压（大气压0）-肺回缩力因此，胸膜腔内压=-肺回缩力（P14）（图5-5胸内负压形成示意图）（P15）（3）正常值：①平静呼吸：吸气末：-10～-5mmHg；呼气末：-5～-3mmHg②用力呼吸：最深吸气时：-30mmHg，；最大呼气时：-1mmHg③声门紧闭时：用力吸气：-90mmHg；用力呼气：110mmHg（4）生理意义：①保持肺泡与小气道的扩张。例：气胸②促进血液和淋巴回流。（P16）小结：肺与外界之间的压力差，是实现肺通气的直接动力，而呼吸肌的舒缩引起胸廓容积的变化是导致肺内压变化的根本原因，因此，呼吸肌的舒缩是肺通气的原动力。胸膜腔负压的存在，则能保证肺处于扩张状态并随胸廓的运动而运动，是使原动力转变为直接动力的关键。6（P17）二、肺通气的阻力弹性阻力（2/3）：指物体对抗外力作用所引起变形的力。通气阻力非弹性阻力（1/3）：指呼吸道阻力、摩擦阻力和惯性阻力。（图5-6肺通气的阻力）（P18）（一）弹性阻力：肺弹性阻力和胸廓弹性阻力之和。1、肺的弹性阻力：肺泡表面张力：2/3，肺泡表面液体分子层形成。肺弹性纤维的弹性回缩力：1/3，正常情况下变化不大。（1）肺泡表面张力：①含义：指肺泡内液体分子层的内聚力。②作用：A、阻碍肺泡的扩张，使肺泡趋于缩小，增加吸气阻力。B、促进肺部组织液生成，使肺泡内液体积聚。C、使相通的大小肺泡内压不稳定。（P19）根据Laplace定律，肺泡表面张力产生的回缩压为P=2T/r。即：回缩压与表面张力呈正比，与肺泡半径呈反比。因此小肺泡回缩压大于大肺泡的回缩压，小肺泡的气体流向大肺泡，势必出现小肺泡萎缩，大肺泡膨胀，甚至破裂。（图5-7相连通的大小不同的肺泡内压及气流方向）7但事实上并未出现这种结果，为什么？（P20）（2）肺泡表面活性物质：①含义：由肺泡Ⅱ型细胞分泌的，具有降低肺泡表面张力的生物活性物质。②本质：主要成分是二棕榈酰卵磷脂。③作用：A、减小吸气阻力，利于肺扩张。B、减少肺部组织液的生成，防止肺泡内液体积聚，有利于肺泡处气体交换。由于降低了肺泡表面张力，就阻止了液体进入肺泡。C、调节大小肺泡内压，稳定大小肺泡容积。其降低表面张力作用强。使小肺泡不萎缩，大肺泡不膨胀。这是因为大小肺泡表面活性物质的分子子密度不同，小肺泡的表面活性物质分布密—降压力强；大肺泡表面活性物质分布稀—降压作用弱。（P21）（图5-8肺泡表面张力和肺泡表面活性物质作用示意图）（P22）④临床意义：A、初生儿特别是早产儿缺乏表面活性物质→肺不张→死亡。（易发生于糖尿病孕妇，新生儿窘迫症）。B、成人：肺炎，肺血栓时，表面活性物质↓，导致肺不张。C、溺水时，大量水进入肺泡内，使得肺泡表面活性物质被稀释而8引起呼吸困难甚至死亡。（3）两者关系：相互拮抗，相互依存，共同调节肺泡内压，维持肺肺泡正常功能。（P23）2、胸廓的弹性阻力：肺容量小：弹性向外，小于肺总容量67%；自然容量：无弹性阻力，占肺总容量67%；肺容量大：弹性向内，大于肺总容量67%；胸廓的弹性阻力，临床意义不大。（图5-9不同情况下肺与胸廓弹性阻力的关系）（P24）3、肺与胸廓的顺应性：（1）含义：顺应性是指在外力作用下，呼吸器官扩张的难易程度。易扩张，则顺应性大；不易扩张，则顺应性小。顺应性=1/弹性阻力（2）表示法：用压力变化（△P）所引起容积变化（△V）表示。C=△V/△P单位：L/cmH2o（3）正常值：肺=0.2L/cmHo2胸廓=0.2L/cmHo2总顺应性=0.1L/cmHo2112总弹性阻力：+==1090.20.20.2总顺应性=1/总弹性阻力=1/10=0、1L/cmHo2（P25）（图5-10肺的静态顺应）（P26）（4）临床意义:肺水肿,肺不张,肺纤维化→肺顺应性↓→呼吸困难肺气肿→弹性阻力↓→肺顺应性↑→回缩力↓→呼吸困难。（图5-11正常及几种异常的肺顺应性曲线）（P27）(二)非弹性阻力:1、含义：非弹性阻力指摩擦阻力和惯性阻力。惯性阻力可忽略不计，因此非弹性阻力就指摩擦阻力，包括粘滞阻力和气道阻力。惯性阻力：指气流在发动、变速、换向时，因气流惯性所遇到的阻力。（可忽略不计）粘滞阻力：指呼吸时，胸廓、肺等组织移位发生摩擦形成的阻力。约占10%-20%气道阻力：指气体通过呼吸道时，气体分子之间，气体与呼吸道管壁之间发生的摩擦。约占80%-90%2、特点：在呼吸过程中存在，与容积变化无关。（P28）3、影响气道阻力的因素：（1）呼吸道口径：呈反相关。6次分支后的气道口径小于2mm，受10N-体液因素的调节。（2）气流速度：速度与阻力呈反相关。（3）气流形式：层流阻力小；涡流阻力大。4、临床意义：一般情况下气道阻力只占呼吸总阻力的1/3左右，但是气道阻力的增加却是临床上通气障碍最常见的病因。如临床上的哮喘。（P29）三、肺通气功能评价（一）肺容量：指肺容纳气体的量。（图5-12肺容量和最大通气量）（P30）1、潮气量：平静呼吸时每次吸入或呼出的气量。正常成人约为0.4-0.6L，平均0.5L2、补吸气量：平静吸气末再尽力吸气所能增加的吸气量。正常成人约为1.5-2.0L。3、深吸气量：为潮气量和补吸气量之和。它是决定最大通气潜力的一个重要因素，表示吸气贮备能力的大小4、补呼气量：平静呼气末再尽力呼气所能增加的各出气量。正常成人约为0.9-1.2L，表示呼气贮备能力的大小。（P31）5、残气量：最大呼气后，肺内仍残留不能呼出的气量。11正常成人约为1.0-1.5L，其大小可反应肺功能。6、功能残气量：为补呼气量和残气量之和。正常成人约为2.5L。生理意义：缓冲呼吸过程中肺泡内O2和CO2的急剧变化，保证肺泡内和血液中O2和CO2的分压不会出现大的波动，这有利于气体交换的正常进行。（P32）7、肺活量：深吸气后作最大呼气所呼出的最大气体量。其为潮气量、补吸乞量和补呼气量之和，正常成人男性为3.5L，女性为2.5L。（图5-13电子肺活量计）（图5-14哨型肺活量计）（P33）8、用力呼气量（时间肺活量）：在尽可能短的时间内所能呼出的气体量。（1）测定方法：要求受试者在一次最深吸气后，用力尽快呼气，然后计算第1、2、3S末呼出气量占其肺活量的百分数。正常成人分别为83%、96%、99%，其中第1S末的用力呼气量最有意义。（图5-15正常人时间肺活量图）（2）生理意义：用力呼气量是一种动态指标，它不仅能反映肺活量的大小，而且因为限制了呼气时间，所以还能反映呼吸阻力的变化，因此它是衡量肺通气功能的一项较理想的指标。12（P34）9、肺总容量：=肺活量+残气量=深吸气量+功能残气量=潮气量+补吸气量+补呼气量+残气量其大小因性别、年龄、身材、锻炼情况而不同。（P35）（二）肺通气量：指单位时间内吸入或呼出的气体总量。1、每分通气量：潮气量×呼吸频率。0.4-0.6L×12-18次/分=6-9L/分生理变异：性别、年龄、身材、运动等。如运动或劳动时呼吸40-50次/分，肺通气量可达70L/分。（P36）2、最大随意通气量：（1）含义：最大限度地作深而快的呼吸，每分钟吸入或呼出的气体量。70L-120L/分。（2）意义：判定呼吸功能的潜在能力。（3）通气贮备百分比：最大随意通气量-每分平静通气量通气贮备百分比=×100%最大随意通气量正常：93%以上，若﹤70%，表示肺通气贮备功能不良。思考：与心力贮备作比较。（P37）3、无效腔与肺泡通气量：13（1）无效腔：是指从鼻到肺泡无气体交换功能的管腔。解剖无效腔：从鼻到终末性细支气管是气体进出肺的通道，气体在此处不能与血液进行气体交换，故称解剖无效腔。肺泡无效腔：未能发生气体交换的肺泡容积称肺泡无效腔。生理无效腔：解剖无效腔和肺泡无效腔合称为生理无效腔（图5-16解剖无效腔）（P38）（2）肺泡通气量：（潮气量-无效腔气量）×呼吸频率（3）生理意义：肺泡通气量可反应肺泡通气效率。（表5-2：不同呼吸形式的肺通气量与肺泡通气量）（P39）第二节呼吸气体的交换气体交换包括：肺换气和组织换气。（图5-17气体交换）（P40）一、气体交换的原理（一）方式：扩散。扩散：各种气体无论是处于气体状态，还是溶解于液体之中，气体分子总是由分压力高处向压力低处移动，直到相等为止，这一过程称扩14散。扩散速率：单位时间内气体分子扩散的量。（二）动力：分压差。1、分压：在混合气体的总压力中，某种气体所占的有的压力，称为该气体的分压。2、张力：溶解的气体分子从液体中逸出的力称为张力，即液体中的气体分压。（P41）（表5-3：海平面空气、肺泡气、血液及组织中各种气体的分压mmHg(kpa)）（P42）（三）气体交换的速率：单位时间内气体扩散的容积称为该气体扩散的速率。1、在大气中，气体交换的速率与分压差呈正相关。分压：在混合气体的总压力中，某种气体所占的压力，称为该气体的分压。O2分压=20.95%×760=159.3mmHgCO2分