第四节-气体交换与呼吸

第四节气体交换与呼吸一、人的呼吸系统的结构与功能二、特殊条件下的呼吸三、危害身体健康的呼吸系统疾病概论•人体静息时，消耗氧200mL/min；•人体内储存氧1000mL。•经常不断地给机体提供氧与排除二氧化碳，乃是维持体内环境的稳定和维持生命必不可少的重要条件。•呼吸：生物体摄入氧气排出二氧化碳的过程。一、人的呼吸系统的结构与功能1.结构：鼻腔，喉，气管，肺，肺泡。鼻腔：鼻腔上皮分泌粘液，具有湿润、除尘、加温等作用。喉：具有组成软骨，一对声带。鼻腔，喉气管：管壁上有“C”状软骨支撑。粘膜上皮有纤毛。•肺•左肺上叶呼吸性细支气管、肺泡管、肺泡囊与肺泡：肺泡为呼吸的功能单位。数量多（3亿），表面积大（50-100m2)。分布有毛细血管网。2.呼吸运动:•肺位于封闭的胸腔内。（脊柱、肋骨和胸骨围成）•肺由于没有肌肉组织，本身不能收缩。•只有在胸廓扩大与缩小时，肺被动的张开和缩小，使得空气进入或排出。•胸廓的运动是由肋间肌和隔肌的收缩和舒张产生的。•呼吸方式：胸式和腹式呼吸。•胸式呼吸腹式呼吸3.肺活量：•肺在最大活动状态时能容纳的气体量。•a潮气量：人平静呼吸时吸入或呼出的气体量。•400-500ml•b补吸气量：平静吸气末，再用力吸入的气体量。•1500-1800ml•c补呼气量：平静呼气末，再用力呼出的气体量。•900-1200ml•肺活量：a+b+c男3500ml女2500ml•余气量（残气量）：用力呼气后，肺中仍残余的气体量。•肺活量=潮气量+补吸气量+补呼气量余气量补吸气量补呼气量潮气量肺活量•肺通气量：单位时间内进出肺的气体量。•呼吸频率：12-18次/分•每分通气量：6-8升=呼吸频率x潮气量（安静）•在激烈运动等时可达70升以上。4.气体的交换和运输：•气体的交换：指在肺泡与血液、血液与组织（细胞）之间氧和二氧化碳的交换。•通过被动的扩散作用进行。•动力：靠气体压力差进入或出血液（细胞）。•外呼吸内呼吸•肺泡组织细胞肺通气的原理肺通气的动力呼吸肌收缩舒张(原动力)→胸廓扩大缩小→肺扩大缩小→肺内压变化→肺泡与外界环境之间的压力差(直接动力)气体在血液中的运输：•正常人每100mL血液中约含15g血红蛋白，每克血红蛋白可结合1.34-1.36mL氧。•Hb+O2HbO2氧合血红蛋白•红细胞中含有碳酸酐酶•CO2+H2OH2CO3H++HCO3-血红蛋白与一氧化碳的亲和力是氧的200倍TheHemoglobinMoleculeO2是与血红蛋白分子中Fe2+结合,而不是化合过程5.呼吸运动的调节：•呼吸肌为骨骼肌，本身没有自动节律性。机体的新陈代谢不断需要氧气和排出二氧化碳。故呼吸运动必须日夜不停、有规律地进行。•机体的许多活动需要调节呼吸运动。•中枢神经系统对呼吸的调节，既在于保证其不停地、有节律地进行，并能够适应机体的各种需要。•调节的神经机制：自动控制，随意控制。•自动控制：延髓为最基本的呼吸中枢。•呼气神经元、吸气神经元•随意控制：位于大脑皮层。•有节律的自动的呼吸活动起源于支配呼吸肌的运动神经元的有节律的冲动发放。•外周化学感受器：主动脉体、颈动脉体。•中枢化学感受器：位于延髓。二、特殊条件下的呼吸1.高山适应•问题：气压低。•如：3800米高空，气压从海平面的760mmHg—480mmHg，氧分压则从159mmHg—100mmHg。氧分压下降引起肺泡气氧分压下降，输送到血液中的氧量少。将引起身体多方不适。•世居高原的民族，胸部和肺总量大，血液中红细胞数和血红蛋白量高，心脏较大。2.潜水的适应：•问题：压力增加。•平均下潜10米，压力就增加101kPa。潜水员需吸入加压氧气。随之带来的问题是吸入氮气量增加。•长期生活在海水中的哺乳动物具有很强的潜水能力。适应表现为：具较大的血量；血中含氧量大；潜水时心输出量小，心跳慢；外周血管收缩；肌肉中肌红蛋白储氧；机体对体内二氧化碳等浓度升高的敏感性降低。三、危害身体健康的呼吸系统疾病1.慢性肺气肿-长期吸烟造成•终末细支气管阻塞和肺泡破裂，使呼吸膜总面积减少。2.感冒与流行性感冒-流感病毒引起•加强免疫，注射流感病毒疫苗。3.硅肺-肺中长期吸入二氧化硅造成•肺纤维化，容积减少，气体交换受阻。动物的呼吸1.单细胞、低等水生动物的呼吸•组成身体的细胞直接与水接触，以单个细胞为单位直接吸取氧气，放出代谢产生的二氧化碳；所以没有特殊的呼吸器官或呼吸系统。•如：原生动物，海棉、水螅等。2.低等无脊椎陆生动物的呼吸•靠身体表面和外界直接进行气体交换；•全身皮肤具有呼吸功能。•关键：保持皮肤湿润。•如：涡虫，蚯蚓。3.高等水生动物的呼吸•由于身体的体积增大，需要更多的氧气，进化出摄取水中氧气的呼吸器官——鳃。•如：软体动物-河蚌，鱼类。鳃：由4个鳃瓣构成，每个鳃瓣由2个鳃小瓣组成。鳃瓣着生在鳃弓上。4.高等陆生种类动物的呼吸•为了适应陆地的环境条件，摄取空气中的氧气，进化出各种呼吸器官。•如：蜘蛛的书肺，昆虫的气管，鸟类和哺乳动物的呼吸器官与系统。a蜘蛛的呼吸器官书肺b.昆虫的呼吸系统：气管。体壁内陷的弹性管状构造。器官主干在身体两侧有与外界相通的开口—气门（每侧10个）。有些部位的气管局部膨大形成气囊。c.两栖动物—蛙的呼吸器官：一对囊状的肺。（少皱褶）辅助呼吸器官：皮肤和口腔。特化：具有发达的气囊系统与肺气管相通.其分布于内脏,骨腔和一些运动肌肉之间.具双重呼吸：吸气和呼气均能进行气体交换。气囊的作用：1，辅助呼吸。2，减轻体重。3，减少肌肉与内脏之间的摩擦。4，快速冷却系统。d.鸟类的呼吸系统鸟类：双重呼吸在空气吸入和呼出时均有气体通过肺部，并能进行气体交换吸入呼出思考题1.空气中的氧气到达人体内组织的过程。2.阐述呼吸运动的调控。3.为什么运动员要到高原去训练？