生理学课件PPT第5章呼吸系统

第六章呼吸系统respiration肺泡呼吸道空气肺毛细血管肺静脉动脉肺动脉右心静脉左心组织毛细血管组织细胞CO2O2CO2O2肺换气肺通气气体运输组织换气外呼吸(内呼吸)呼吸全过程示意图第一节肺通气实现肺通气的器官：1.呼吸道：沟通肺泡与外界环境，加温、加湿、过滤、清洁吸入气体和防御反射2.肺泡：交换的场所3.胸廓：肺通气的动力呼吸运动胸廓张缩肺被动张缩肺通气肺内压与大气压间P原动力胸膜腔密闭直接动力克服通气阻力-1一.肺通气的原理(一)肺通气的动力1、呼吸运动呼吸肌收缩舒张引起的胸廓扩大和缩小的运动。包括吸气运动和呼气运动（1）呼吸肌吸气肌：膈肌、肋间外肌呼气肌：肋间内肌、腹壁肌呼吸辅助肌：斜角肌、胸锁乳突肌等-2（2）过程平静呼吸：吸气（主动），呼气（被动）吸气：吸气肌收缩－胸廓扩张－肺扩张－肺容量增加－肺内压暂时下降－气体进入肺。用力呼吸：用力吸气时，辅助吸气肌也参加，胸廓容积进一步扩大。用力呼气时，除吸气肌舒张外，呼气肌也参加，胸廓容积进一步缩小。（3）呼吸运动形式平静呼吸、用力呼吸腹式呼吸(Abdominalbreathing)：膈肌舒缩活动为主，腹壁起伏明显。胸式呼吸(Thoracicbreathing)：肋间外肌舒缩活动为主，胸壁扩大或缩小明显（二）肺内压的周期性变化肺内压与大气压间P（肺通气直接动力）吸气:肺内压大气压（-1–-2mmHg）呼气:肺内压大气压（+1-+2mmHg）肺内压=大气压呼吸暂停人工呼吸：基本原理:使肺内与外界大气压间产生压力差方法:负压吸气式(压胸法)正压吸气式(口对口呼吸法，呼吸机)-4胸膜顶肋胸膜膈胸膜纵隔胸膜肋膈隐窝为胸膜腔最低部位，积液常积聚于此，为临床穿刺或引流部位。脏胸膜胸膜腔壁胸膜胸膜（三）胸膜腔内压（Intrapleuralpressure)（1）胸膜腔内浆液的作用：润滑;吸附（2）胸内负压测定方法:直接法、间接法平静呼气末约为：-5～－3mmHg平静吸气末约为：-10～－5mmHg胸内压=肺内压-肺回缩力胸内压＝大气压－肺回缩力呼气末、吸气末视大气压为0胸内压＝－肺回缩力迫使脏层胸膜回位迫使脏层胸膜外移使肺扩张(肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力)肺回缩力(大气压)肺内压（3）形成机制（4）胸内负压的意义维持肺扩张;纽带作用；促静脉血及淋巴液回流。胸内负压形成的条件：（1）胸膜腔（胸廓）密闭，大气压不能直接作用于肺。（2）肺和胸廓是弹性组织；（3）胸廓自然容积肺容积；（二）肺通气阻力弹性阻力（占70%）+非弹性阻力（占30%）胸廓的弹性阻力气道阻力肺弹性阻力惯性阻力肺弹性回缩力粘滞阻力肺表面张力弹性阻力（elasticresistanceR）：物体对抗外力作用所引起变形的力顺应性（ComplianceC）：在外力作用下弹性组织的可扩张性。弹性物质单位压力下的容积变化。单位：L/cmH2O计算：C=V/P（L/kPa）C=1/R1．肺弹性阻力和顺应性1）肺弹性阻力吸气的阻力，呼气的动力肺容积的变化（△V）肺顺应性（CL）＝L/cmH2O跨肺压的变化（△P）跨肺压是指肺内压与胸膜内压之差比顺应性=实测肺顺应性／肺总量（平静呼吸时测得的肺顺应性／肺功能残气量）比较不同个体肺弹性阻力大小的指标。2）肺弹性阻力的来源肺弹性回缩力（占1/3）肺泡表面张力（占2/3）：肺泡内面的液体层与肺泡内气体之间的液-气界面的表面张力LalpaceP=2T/r小肺泡的压强大于大肺泡内的压强，小肺泡内的气体会流向大肺泡。3）肺泡表面活性物质(Pulmonarysurfactant)能够使某液体表面张力系数减小的物质。分泌细胞：II型肺泡上皮细胞成分：饱和卵磷脂占41%（90%为二棕榈酰卵磷脂DipalmitoylecithinDPL,二软脂酰卵磷脂DPPC）不饱和卵磷脂占25％胆固醇占8％-8作用：1)降低肺泡表面张力，增加肺顺应性2)维持大小肺泡容积的稳定3)防止肺水肿。临床：妊娠25－30周，开始出现;分娩前(40周)，达最高,可经胎儿呼吸道到羊水（腹腔穿刺采取羊水定量分析法）分泌不足呼吸窘迫综合症成年人患肺炎、肺血栓等疾病时，可因肺表面活性物质减少而发生肺不张。初生儿可因缺乏肺表面活性物质，发生肺不张和肺泡内表面透明质膜形成，造成新生儿呼吸窘迫综合征，导致死亡。糖皮质激素等可促合成。肺容量占肺总容量百分比胸廓弹性回位力胸廓容积67％无自然容积67％向内（吸气阻力）大于自然容积67％向外（吸气动力）小于自然容积40％向外（＝肺回缩力）小于自然容积2、胸廓的弹性阻力非弹性阻力（动态阻力）1）为惯性阻力+粘滞阻力+气道阻力2）气道阻力（占80-90%）80%-90%来自大气道（直径大于2毫米）10%来自小气道（直径小于2毫米）临床通气障碍最常见的病因。气道口径的影响因素：1）自主神经副交感神经：AchM受体平滑肌收缩交感神经：NE2受体平滑肌舒张2）化学因素使其收缩者有：组织胺，CO2升高，PGF2α,内皮素，白三烯使其舒张者有：儿茶酚胺，PGE2二.肺通气功能的评价（一）肺容积和肺容量1．潮气量TidalVolume(TV)：平静500ml2．补吸气量IRV(inspiratoryreservevolume)正常成年人1500～2000ml3．补呼气量ERV(expiratoryreservevolume)正常成年人900～1200ml4.深吸气量ICInspiratoryCapacity=潮气量+补吸气量5．余气量（残气量）RV(residualvolume)正常成人为1000～1500ml6．功能余气（残气）量FRCFunctionalresidualcapacity=补呼气量+余气量生理意义：缓冲呼吸过程中肺泡气O2和CO2分压的变化。7．肺活量VitalcapacityVC1）尽力吸气，再尽力呼气，所呼出的气量。2）潮气量+补吸气量+补呼气量男：3.5L，女：2.5L3）意义：衡量肺通气功能的静态指标，只能自身比较。8.用力肺活量（forcedvitalcapacityFVC)尽力最大吸气后，尽力尽快呼气所能呼出的最大气量。9．时间肺活量TimedVitalcapacity1）尽力最大吸气后再尽力尽快呼气时，第一秒内的用力肺活量。2）正常值：1秒用力呼气量指第1秒内呼出的气量FEV1/FVC%80%3)意义：肺通气功能的动态指标FEV1／FVC％是评定慢性阻塞性肺病的常用指标，也常用于鉴别阻塞性肺病和限制性肺病。（二）肺通气量lungventilationvolume1．每分通气量Minuteventilationvolume每分通气量=潮气量呼吸频率TidalVolume×respiratoryfrequency最大通气量:估计一个人能进行多大运动量的生理指标之一2.无效腔:不能进行气体交换的容量生理无效腔=解剖无效腔(150ml)+肺泡无效腔3、肺泡通气量alveolarventilation：每分钟进入肺泡，能与血液进行气体交换的新鲜气体量。=（潮气量-无效腔气量）呼吸频率意义：反映肺通气效率的重要指标。被测者肺泡通气量(毫升/分)呼吸频率(次/分)肺通气量(毫升/分)潮气量(毫升)正常安静168000500浅快呼吸2503280003200深慢呼吸10008800068005600不同呼吸频率、潮气量对肺通气量及肺泡通气量的影响一定呼吸频率范围内深而慢的呼吸比浅而快的呼吸更为有效。结论：第二节肺换气和组织换气一.肺换气和组织换气的基本原理（一）气体的扩散气体扩散速率P温度溶解度扩散面积扩散距离√分子量D∝△P•T•A•Sd•√MW大气吸入气呼出气肺泡气O221.119.815.913.8CO20.040.043.595.32H2O0.496.256.256.25海平面各呼吸气体的分压(Kpa)（二）呼吸气体和人体不同部位气体的分压13.35.31O2(104mmHg)O2(40mmHg)CO2(46mmHg)O2(100mmHg)CO2(40mmHg)CO2(40mmHg)CO2O2肺动脉肺静脉肺泡二、肺换气（一）气体交换过程（二）影响肺换气的因素1、气体扩散速率P温度溶解度扩散面积扩散距离分子量平方根D∝△P•T•A•Sd•√MW2．呼吸膜（气血屏障）厚度和面积3．肺通气/血流比值（Ventilation/perfusionratioV/Q）1）V/Q：每分肺泡通气量与肺血流量的比值2）正常值：4.2升/5升＝0.843）V/Q异常肺换气缺O2V(增)/Q(或减)0.84产生肺泡无效腔V(减)/Q(或增)0.84产生功能性A-V短路正常人肺上下V/Q不均衡-14动脉血混合静脉血组织Po2(Kpa)12.9-13.35.324Pco2(Kpa)5.326.126.65血液和组织气体的分压（三）组织换气(gasexchangeinthetissure)第三节气体在血液中的运输运输形式:物理溶解:气体直接溶解于血浆中特征:①量小；②溶解量与分压呈正比化学结合动态平衡物理溶解化学结合:气体与某些物质进行化学结合特征:①量大②主要运输形式。O2=1.5%CO2=5%（一）Hb与O2的可逆性结合1．结合形式：2．结合特征1）快速、可逆、不需酶催化、受PO2的影响2）是氧合oxygenation反应，而非氧化oxidation反应一、O2的运输PO2↑(氧合)PO2↓(氧离)3）1Hb结合4分子O2（1.34mlO2/1LHb）Hb的珠蛋白由两条α链和两条β链构成，每条肽链结合一个Fe2+，每个Fe2+结合一个O2。故每个Hb可结合4个O2（Hb4O8）,1gHb可结合1.34－1.39mlO2。血氧容量oxygencapacity：如:Hb为150g/1L血液氧容量＝150×1.34＝200ml血氧含量oxygencontent：1L血液中Hb结合O2的实际量血氧饱和度oxygensaturation：血氧含量/血氧容量紫绀：脱氧Hb含量在血液中超过50g/1L以上4）Hb与O2的结合和解离与Hb的变构效应有关血红蛋白两对α、β肽链与O2结合能力可互相促成结合或解离（释放）。肺部，PO2升高促结合；组织，PO2下降促释放。（二）氧离曲线特征及生理意义表示血液PO2与Hb氧饱和度关系的曲线。呈“S形。1.上段60-100mmHg:坡度较平。表明：PO2变化大时，血氧饱和度变化小90％～98％意义:保证低氧分压时的高载氧能力。通气/血流比值不匹配时，肺泡通气量增加几乎无助于氧的摄取。吸O2；掩盖病情。2.中段:40～60mmHg坡度较陡。表明：PO2降低能促进大量氧离，血氧饱和度下降显著。75％～90％释放氧5ml/100ml意义:维持正常时组织的氧供。表明：PO2稍有下降,血氧饱和度就急剧下降。22％～75％释放氧15ml/100ml意义:维持活动时组织的氧供。3.下段:15～40mmHg坡度更陡。（三）影响氧离曲线的因素通常用P50表示Hb对O2的亲和力。P50:Hb氧饱和度达50%时的PO2正常:26.5mmHg。P50增大，曲线右移；Hb与O2结合力降低，有利于O2释放P50降低，曲线左移。Hb与O2结合力增强，不利于O2释放1、pH的影响★波尔效应酸度对Hb与氧亲和力的影响称为波尔效应。波尔效应的机制：①pH降低（[H+]升高）→与Hb多肽链氨基酸残基结合→盐键形成→Hb分子变构→Hb对O2亲和力降低→P50增大→曲线右移②pH升高（[H+]降低）→盐键断裂→曲线左移。意义:在肺PCO2，有利于结合O2；在组织PCO2，有利于释放O22、PCO2的影响①PCO2改变时，可通过改变pH发生间接效应；②通过CO2与Hb结合影响Hb与O2的亲和力，这一效应对氧解离曲线的影响较小。3．温度的影响①温度升高，氧解离曲线左移，促进O2的释放②温度降低，曲线左移，不利于O2的释放。温度对氧解离曲线的影响，可能与温度影响了H+的活度有关：温度升高，H+活度增加，降低Hb对O2的亲和力。如：低温麻醉时，应防组织缺O2冬