1、第8章呼吸Respiration課件 機體與環境之間的氣體交換。 外呼吸(external respiration)： 外界環境與血液在肺部實現的氣體交換。 內呼吸(internal respiration)： 血液通過組織液與組織細胞之間的氣體交換。呼吸環節：1 外呼吸2 氣體在血中的運輸3 內呼吸123肺通氣(pulmonary ventilation)： 肺與外界之間的氣體交換過程。第一節 人的呼吸器官與肺通氣1.1 肺通氣的結構基礎1.1.1 呼吸道鼻 咽 喉 上呼吸道氣管 支氣管 細支氣管 終末細支氣管 下呼吸道解剖死腔(anatomical dead space)N調控：交感N 迷

2、走N呼吸性細支氣管 肺泡管 肺泡囊 肺泡P175圖8-21.1.2 肺泡(pulmonary alveoli) 表面張力(液-氣界面)作用：使液體表面積縮小。P=2T/rP：回縮力(液泡內壓力)T：表面張力r：液泡半徑 表面張力使肺泡趨向萎縮。肺泡越小，越易萎縮。肺表面活性物質(pulmonary surfactant)： 肺泡分泌二棕櫚酰卵磷脂(DPPC)，DPPC分子具有極性，在肺泡表面成極性排列，故而分子之間不能靠的太近(P177圖8-6)。 作用： 降低表面張力，吸氣時減少擴張肺所作的功，呼氣時防止肺泡萎陷，特別是小肺泡的萎陷，有利于維持大小肺泡容積穩定。1.1.3 胸廓與胸膜腔(1)

3、胸廓：脊柱、胸骨、肋骨、及肋間肌圍合而成。(2)胸膜腔(pleural cavity)：由臟層胸膜和壁層胸膜圍合而成。 胸內負壓(intrapleural pressure)：胸內負壓形成： 以胸膜腔密閉且含漿液為條件 胸廓生長肺生長 胸廓容積肺容積 胸廓將肺拉大 胸內 負壓 肺的自然回縮肺回縮1.1.4 呼吸肌包括：膈肌、肋間肌及呼吸輔助肌(腹肌)作用：肺通氣的動力 腹式呼吸(abdominal breathing)：膈肌收縮，膈下降，胸廓擴大，吸氣； 主動過程膈肌舒張，膈上升，胸廓變小，呼氣； 被動過程腹肌收縮引起主動呼氣。 主動過程胸式呼吸：外肋間肌收縮，肋骨上舉，胸廓擴大，吸氣； 主動

4、過程外肋間肌舒張，肋骨下降，胸廓變小，呼氣； 被動過程 內肋間肌收縮引起主動呼氣。 主動過程 一般情況下，人是腹式、胸式呼吸并用。安靜時，肺容量的變化中75%是膈肌活動的結果，25%是肋間肌活動的結果。安靜時吸氣是主動過程，呼氣是被動過程。用力呼氣時，吸氣呼氣都是主動過程。1.2 肺通氣原理動力：呼吸肌的運動吸氣肌收縮 胸廓擴大 肺擴大吸氣肌舒張 吸氣 大氣壓肺內壓胸廓縮小 肺縮小 肺內壓大氣壓 呼氣 呼吸肌運動(原動力)胸內壓變化(間接動力)肺內壓與大氣壓差變化(直接動力)肺通氣1.3 肺容量 (pulmonary capacity)潮氣量(tidal volume, TV)： 平靜呼吸時，

5、每次吸入或呼出的氣量。400-500ml補吸氣量 (inspiratory reserve volume, IRV) 在平靜吸氣后再作最大吸氣所能增加的吸氣量。1500-1800ml補呼氣量(expiratory reserve volume, ERV) 在平靜呼氣后再作最大呼氣所能增加的呼氣量。900-1200ml肺活量(vital capacity, VC)： 最大吸氣后盡力呼氣所能呼出的氣量，反映肺一次通氣的最大能力。男3500ml，女2500ml余(殘)氣量(residual capacity, RC)： 最大呼氣后殘留在肺內氣量。男1500ml，女1000ml 機能余(殘)氣量(fu

6、nctional residual capacity, FRC)：平靜呼氣末的肺內氣量。20002500ml肺總量(total lung capacity, TLC)： 肺活量+余氣量P179圖8-11 1.4 肺通氣量 每分通氣量(minute ventilation volume)：平靜呼吸時每分鐘進或出肺的氣體總量。和肺活量相比，肺通氣量能更好地反映肺的通氣機能。 最大通氣量(maximal voluntary ventilation)：盡力深、快呼吸時，每分鐘所能吸入或呼出的最大氣量。通氣貯量百分比=最大通氣量-每分平靜通氣量最大通氣量100%無效腔與肺泡通氣量肺泡無效腔(alveol

7、ar dead space)： 因血流分布不均而未能發生交換的肺泡容量。 生理無效腔(physiological dead space)=解剖無效腔+肺泡無效腔肺泡通氣量(alveolar ventilation)： 每分鐘吸入肺泡的新鮮氣量=(潮氣量 - 無效腔氣量)呼吸頻率肺通氣量和肺泡通氣量呼吸頻率 潮氣量 肺通氣量 肺泡通氣量 (次/min) (ml) (ml/min) (ml/min) 16 500 8000 5600 8 1000 8000 6800 32 250 8000 3200第二節 呼吸氣體在體內的交換與運輸2.1 呼吸氣體的交換肺換氣、組織換氣：自由擴散 決定氣體分子通過

8、的方向和數量的關鍵因素，是不同氣體分子在膜兩側的濃度(某種氣體濃度大，該氣體的分壓就大)。 PX左PX右PY左PY右左右XY膜形式：氣體單純擴散動力：氣體分壓(張力)差2.1.1 肺換氣 持續進行2.1.2 組織換氣 血液與組織細胞之間的氣體交換過程。2.2 呼吸氣體在血液中的運輸 O2、CO2在血中存在的形式： 物理溶解 化學結合2.2.1 O2的運輸形式：物理溶解(1.5%) 化學結合(98.5%)Hb(hemoglobin)與O2結合的特征：反應快、可逆、不需酶催化，主要受PO2影響 1分子Hb可結合4分子O2 Hb氧容量(oxygen capacity)：100ml血中的Hb理論上所能

9、結合的最大氧量。Hb氧含量(oxygen content)：100ml血中的Hb實際結合的氧量。Hb 氧飽和度(oxygen saturation) Hb 氧含量 Hb 氧容量=100%Hb與CO氧離曲線(oxygen dissociation curve)氧離曲線的特點：a.曲線上段的坡度小 (PO2=60140mmHg)b.曲線中段坡度較陡 (PO2=4060mmHg)c.曲線下段坡度最陡 P184圖8-14影響氧離曲線的因素：P184圖8-15溫度升高 曲線右移PH值下降 曲線右移，因為H+會影響O2和血紅蛋白的結合2.2.2 CO2的運輸運輸形式：物理溶解(5%) 化學結合 碳酸氫鹽

10、(88%) 氨基甲酸Hb (7%)以HCO3-形式運輸 碳酸酐酶 CO2+H2O H2CO3 H+HCO3- 組織 H+HbO2 HHb+O2 肺 組織CO2+H2O +HbO2 HCO3-+ HHb+O2 肺 以氨基甲酸血紅蛋白(carbaminohemoglobin)形式運輸 組織HbNH2O2+CO2 HbNHCOOH+O2 肺3.1 呼吸中樞和呼吸節律 中樞神經系統中與呼吸運動有關的神經元集中的部位即呼吸中樞。 呼吸節律是神經源性的。第三節 呼吸的神經調節與化學調節切除法實驗腦橋以上中樞呼吸調整中樞呼吸中樞延髓脊髓腦橋延髓是最基本的呼吸中樞，只要有延髓就可以維持節律性呼吸。腦橋的上半部

11、有呼吸調整中樞。 延髓 呼吸基本節律中樞作用：產生呼吸節律呼吸N元：呈節律性放電并和呼吸周期相關的神經元。背側呼吸組(dorsal respiratory group, DRG)以吸氣N元為主 腹側呼吸組(ventral respiratory group, VRG)吸氣呼氣N元都有 3.1.2 腦橋 呼吸調整中樞 作用：限制吸氣，促吸氣向呼氣轉化延髓：吸氣神經元興奮下傳吸氣肌收縮 吸氣 呼吸調整中樞 興奮上傳下傳呼吸調整中樞的興奮興奮減弱停止吸氣，向呼氣轉化基本節律中樞與調整中樞之間的負反饋調節機制3.2 呼吸的反射性調節-呼吸的神經調節肺牽張反射(pulmonary stretch ref

12、lex)概念：由肺擴張或縮小引起的呼吸的反射性變化。包括 肺張反射：肺擴張時抑制吸氣的反射。 肺縮反射：肺萎陷時引起吸氣的反射。肺牽張反射 (氣管平滑肌內) 肺擴張 牽張R興奮性 肺萎縮 牽張R興奮性 延髓呼吸中樞 (解除 對吸氣中樞的抑制) (抑制吸 氣中樞)引起膈肌強烈收縮 抑制膈肌收縮開始吸氣 限制吸氣，使吸氣轉向呼氣作用：使吸氣或呼氣不致過長過深 吸氣 呼氣 切斷迷走神經后，動物的呼吸變得慢而深(吸、呼氣時間延長)，就是由于失去了肺牽張反射這一負反饋機制所引起的。3.3 化學因素對呼吸的調節3.3.1 化學感受器(1)中樞化學R (central chemoreceptor)R：位于延

13、髓腹外側淺表部位適宜刺激是腦脊液及局部細胞外液H+中樞化學R的特點、作用特點： 不感受缺氧的刺激 對CO2的敏感性比外周R高 作用：主要調節腦脊液的H+ (以保證pH穩態)(2)外周化學R(peripheral chemoreceptor)：R： 頸A體 主A體適宜刺激：血PO2 PCO2 H+作用：加強呼吸 3.3.2 CO2對呼吸的調節效應：一定范圍內A血的CO2，引起呼吸深快 肺(泡)通氣量； 但超過限度則有壓抑呼吸甚至麻醉效應；另外，PCO2過低可致呼吸暫停。機制3.3.3 H+對呼吸的調節效應： H+，引起呼吸深快 肺(泡)通氣量機制： 3.3.4 低O2對呼吸的調節效應： 一定范圍內A血的PO2，引起呼吸深快 肺(泡)通氣量；