第五章呼吸第一節

肺通氣第二節

呼吸氣體的交換第三節

氣體在血液中的運輸第四節

呼吸運動的調節呼吸概念及其意義：

機體與外界環境之間的氣體交換過程.呼吸過程：O2CO2O2CO2肺血液循環組織細胞

肺通氣肺換氣氣體運輸組織換氣外呼吸內呼吸呼吸系統的結構與功能呼吸道:勾通肺泡與外界環境的氣體通道

上呼吸道：鼻、咽、喉呼吸道—

下呼吸道：氣管、支氣管及在肺內的分支一、肺通氣的動力

直接動力:大氣與肺泡氣之間的壓差(大氣壓—肺內壓）

原動力：呼吸運動呼吸運動胸膜腔內壓變化肺內壓改變大氣壓與肺內壓壓差改變第一節肺通氣(一).呼吸運動定義：是指呼吸肌收縮舒張引起的胸廓擴大和縮小。參與呼吸的肌肉：主要吸氣肌：膈肌和肋間外肌主要呼氣肌：肋間內肌和腹肌輔助吸氣肌：斜角肌、胸鎖乳突肌等1.平靜呼吸：節能的最佳呼吸方式(主動、被動）

吸氣：主動吸氣肌(+)→

胸廓擴大→肺擴大→肺容積↑→肺內壓↓→吸氣

呼氣：被動吸氣肌(–)→

胸廓縮小→肺縮小→肺容積↓→肺內壓↑

→呼氣2.用力呼吸：耗能高（主動、主動）

吸氣：主動吸氣肌（+）→胸廓擴大→肺擴大→肺容積↑→肺內壓↓→吸氣

呼氣：主動

呼氣肌（+）→

胸廓縮小→肺縮小→肺容積↓→肺內壓↑→呼氣↑

呼吸輔助肌(+)吸氣肌（

–）1.肺內壓:肺泡內的壓力.1）變化過程：肺內壓的周期性變化2）變化程度：吸氣末、呼氣末：肺內壓=大氣壓壓力差=0無氣體流動平靜吸氣時：肺內壓：-1~-2mmHg用力吸氣時：肺內壓：-100~-30mmHg平靜呼氣時：肺內壓：+1~+2mmHg用力呼氣時：肺內壓：+60~+140mmHg3）人工呼吸3.胸式呼吸和腹式呼吸（二）、呼吸時肺內壓和胸膜腔內壓的變化2.胸膜腔內壓1）胸膜腔：密閉性，胸膜間漿液分子的內聚力2）胸膜腔負壓的形成：

胸內壓

=

肺內壓

肺回縮力

(設大氣壓為0)

吸氣末或呼氣末:肺內壓=大氣壓

胸內壓=大氣壓

肺回縮力=

肺回縮力胸膜腔負壓是由肺的彈性回縮力造成的.

吸氣

負壓↑呼氣

負壓↓（胸廓與肺的生長速度不同步）

C、在平靜呼氣末胸膜腔內壓為負值。原因：在生長發育過程中，胸廓生長的速度比肺快，其自然容積大于肺的自然容積，所以肺始終處于擴張轉態。3）測定方式

胸膜腔內壓=肺內壓-肺回縮力=-肺回縮力胸膜腔內壓測定平靜呼氣末:-5~-3mmHg

用力呼氣末:-90mmHg

平靜吸氣末:-10~-5mmHg用力吸氣末:110mmHg4)胸膜腔負壓的生理意義

A、作用于肺，牽張其擴張。

B、作用于胸腔內壁薄而擴張性大的腔靜脈和胸導管。促進靜脈血和淋巴的回流。（二）肺通氣的阻力彈性阻力肺彈性阻力肺的彈性回縮力(1/3)

肺泡表面張力(2/3)

胸廓彈性阻力非彈性阻力氣道阻力（主要）慣性阻力組織粘滯阻力

肺通氣的阻力

1、肺的彈性阻力和順應性：（1）彈性阻力和順應性

彈性阻力:彈性組織受到外力作用發生變形時所產生的對抗變形的力.

順應性(compliance):在外力作用下彈性組織的可擴張性.順應性=彈性阻力1肺順應性(CL)=肺容積變化(△V)跨肺壓變化(△P)L/cmH2O肺順應性反映了肺擴張的難易程度，與彈性阻力成反比，肺順應性大，肺易擴張：肺順應性小，肺不易擴張。

（2）肺彈性阻力的來源A：肺組織的彈性回縮力（占1/3）來源于彈力纖維和膠原纖維

肺擴張

彈力纖維和膠原纖維被牽拉

彈性回縮力增大B：肺的液-氣界面的表面張力（占2/3）表面張力:存在于液-氣界面使液體表面積盡量縮小的力.

肺泡表面張力:球形液-氣界面,表面張力向心,傾向使肺泡縮小.

肺表面張力是彈性阻力的主要來源.C：肺表面活性物質

A）、成分：二棕櫚酰卵磷脂（DPPC）。

B）、作用：降低肺泡液-

氣界面的表面張力。

C）、生理意義

a:維持肺泡的穩定性；

b:減少肺間質和肺泡內的組織液生成，防止肺水腫；

c:降低吸氣阻力，減少吸氣作功。（3）胸廓的彈性阻力和順應性胸廓的彈性阻力方向視胸廓的位置而定。

2、非彈性阻力包括慣性阻力、粘滯阻力和氣道阻力。氣道阻力是主要成分，約占80-90%。氣道阻力:氣體通過呼吸道時氣體分子之間及氣體分子與氣道壁之間的摩擦力.影響氣道阻力的因素:

（1）氣流速度（2）氣流形式（3）管徑大小

氣道平滑肌舒縮活動（4）肺容積二、肺容積和肺容量（一）肺容量：靜態肺容量、動態肺容量

1、靜態肺容量（1）潮氣量（2）補吸氣量與深吸氣量（3）補呼氣量（4）肺活量（5）殘氣量和功能殘氣量（6）肺總量

2、動態肺容量（1）肺活量（2）用力呼氣量（FEV）阻塞性肺疾患者：FEV1、FEV1%降低限制性肺部疾患者FEV1降低FEV1%正常或上升肺通氣功能的評定測定1.潮氣量

(TV)2.補吸氣量(IRV)3.補呼氣量(ERV)4.殘氣量(余氣量)(RV)5.

深吸氣量(IC)=TV+IRV6.功能殘氣量(FRV)=RV+ERV(平靜呼氣后肺內的殘氣量）7.肺活量

(VC)=IRV+TV+ERV8.肺總量(TLC)=IRV+TV+ERV+RV

用力肺活量

(FVC):

最大吸氣后盡力、盡快呼氣所呼出的最大氣量.用力呼氣量(FEV)：

盡力吸氣后盡力盡快呼氣，一定時間內的呼出氣量.

時間肺活量：FEV1/FVC：80%,FEV2/FVC：96%,FEV3/FVC：99%肺容積肺容量

二、肺通氣量（一）每分通氣量：每分鐘進出肺的氣體總量.

每分通氣量=潮氣量(TV)

呼吸頻率(R)6~9L最大隨意通氣量:盡力作深快呼吸,每分所吸入或呼出的最大氣量.70~120L

（二）無效腔和肺泡通氣量

無效腔：解剖無效腔+肺泡無效腔=生理無效腔解剖無效腔:鼻~呼吸性細支氣管內不參與交換的氣體量.反應呼出氣與肺泡氣的差異：

肺泡無效腔:肺泡內未參與氣體交換的氣體量.

(每分)肺泡通氣量:每分鐘吸入肺泡的新鮮空氣量.(每分)肺泡通氣量=(潮氣量-無效腔氣量)

呼吸頻率

(500-150)

15=4250ml

深慢呼吸比淺快呼吸的肺通氣效率高

第二節呼吸氣體的交換一、氣體交換的原理無論是處于氣體狀態，還是溶解于液體之中，氣體分子總是由壓力高處向壓力低處移動，直至兩處壓力相等為止，擴散的動力來自兩處氣體分子間的壓力差，這一過程稱為擴散。（一）氣體的分壓差肺換氣的動力：分壓差方向和量O2

（肺）CO2（肺毛細血管）

呼吸膜(一).

肺換氣過程二.肺換氣(二).

影響肺換氣(氣體交換)的因素

1.呼吸膜的厚度反比呼吸膜---6層：是肺泡氣與血液之間的物理屏障.單純擴散.

厚度大

擴散速率小

換氣障礙

PO2

PCO2

病理：肺水腫、肺炎、肺間質纖維化

2.呼吸膜的面積正比

面積

小

擴散速率小

換氣障礙

PO2

PCO2

病理：肺炎、肺不張、肺實變

3.氣體的擴散速率與分壓差、溶解度成正比，與氣體分子量的平方根成反比4.通氣/血流比值（VA/Q比值）每分鐘肺泡通氣量(VA)和每分鐘肺血流量(Q)之間的比值正常成人安靜狀態下:

VA

（肺泡通氣量）=4.2L/min

Q（每分鐘肺血流量）=5L/min

正常VA/Q比值為0.84

VA/Q

（>0.84）

：通氣過剩(VA)

或血流不足(Q)

肺泡無效腔增大

通氣不足

PO2

PCO2

VA/Q

（<0.84）

：通氣不足VA

或血流過剩Q

功能性動-靜脈短路

肺泡通氣不良

PO2

PCO2

三、組織換氣（一）組織換氣過程組織毛細血管和組織細胞之間的氣體交換.

動力:分壓差組織毛細血管組織細胞PO210040PCO24046第三節氣體在血液中的運輸一、氣體在血液中運輸的形式物理溶解、化學結合兩種形式。O2

物理溶解(少)化學結合(多)1.5%98.5%CO2

物理溶解(少)化學結合(多)5%95%O2:氧化Hb(HbO2)CO2:碳酸氫鹽氨基甲酸Hb化學結合形式:二、氧的運輸物理溶解——1.5%，化學結合——98.5%。

O2的結合形式是氧合血紅蛋白（HbO2）。（一）血紅蛋白的結構與性質（一）Hb與O2結合的特征

1、反應快、可逆、不需酶的催化、受PO2和的影響

Hb+O2→

HbO22、該反應是氧合，不是氧化。

3、HbO2呈鮮紅色，去氧Hb呈紫藍色。發紺:當體表表淺毛細血管床血液中去氧Hb含量達50g/L血液以上時，皮膚、粘膜呈淺藍色，稱為發紺。（二）血紅蛋白結合氧的能力Hb的氧容量:100ml血液中，Hb所能結合的最大O2量。Hb的氧含量：100ml血液中，Hb所能結合的實際O2量。Hb的氧飽和度：氧含量和氧容量的百分比。（二）氧解離曲線

1、概念：表示PO2與血氧飽和度關系的曲線。

O2含量（ml/100ml）：

Po2為100mmHg——19.4；

Po2為40mmHg——14.4；

Po2為15mmHg——4.4；2、氧解離曲線的形態特征A、上段：相當于PO2在60-100mmHg，曲線較平坦。生理意義：只要吸入氣或肺泡氣PO2不低于60mmHg，Hb氧飽和度仍能保持在90%之上。

B、下段：相當于PO2在60mmHg以下的部分，曲線較陡。生理意義：PO2在此范圍內，稍有下降，Hb氧飽和度下降較大，因而釋放大量的O2，滿足機體代謝的需要。表.氧解離曲線的特點PO2（mmHg）

SO2(%)線形意義部位特點上段60~10090~97.4平坦Hb與O2結合肺PO2變化對SO2影響不大中段40~6075~90較陡HbO2釋放02安靜PO2100

40,

組織100ml血液釋放O25ml下段15~4022~75陡Hb與O2解離活動增PO2略降SO2↓↓

強組織供給組織足夠的O2

生理意義：上段:高原、高空、輕度呼吸功能不全，肺泡氣PO2下降，只要不低于60mmHg,SO2>90%,血液可攜帶足夠的O2，機體不發生缺氧。中段：血流經組織時，釋放適量的氧，保證安靜狀態下組織代謝需氧量。下段：保證組織活動增強時有足夠的氧供應.（四）影響氧解離曲線的因素P50:

使Hb氧飽和度達50%時的PO2.正常:26.5mmHgP50

曲線右移

Hb與O2的親和力

HbO2中O2釋放

P50

曲線左移

Hb與O2的親和力

HbO2中O2釋放

影響因素:1.[H+]

或pH

：曲線右移，Hb構型改變

Hb和O2的親和力

。2.Pco2

：曲線右移。波爾效應：酸度

Hb和O2的親和力

。曲線右移有利于向組織供氧，符合生理需要。3.溫度

：曲線右移組織代謝增加，O2的需求。4.2,3-二磷酸甘油酸（DPG）：紅細胞無氧代謝產物2,3-DPG

曲線右移三、二氧化碳的運輸（一）CO2的運輸形式物理溶解——5%，化學結合的占95%。主要是碳酸氫鹽（88%）和氨基甲酸血紅蛋白（7%）。

1、血漿中的CO2

：R-NH2+CO2R-NHCOO-+H+

2、紅細胞內的CO2碳酸氫鹽

1）溶解狀態

2）碳酸氫鹽形式——出現氯轉移

3）氨基甲酸血紅蛋白

第四節呼吸運動的調節一.呼吸中樞與呼吸節律的形成呼吸中樞:CNS內產生和調節呼吸運動節律的神經細胞群。(一)呼吸中樞的分布及功能包括脊髓、延髓、腦橋、間腦、大腦皮層。延髓:呼吸基本節律中樞腦橋上部:呼吸調整中樞(抑制吸氣)

腦橋中下部:長吸中樞

低位腦干(延髓+腦橋):基本正常的呼吸節律高位腦:呼吸運動的隨意控制,呼吸運動的條件反射的建立呼吸神經元所在部位:

延髓:背側呼吸組(DRG)

含吸氣神經元

膈肌、肋間外肌

興奮時引起吸氣腹側呼吸組(VRG)

含呼氣神經元

腹肌、肋間內肌

興奮時引起呼氣

腦橋上部:PBKF核群(臂旁內側核、KF核)

限制吸氣,使吸氣轉向呼氣.

A平面（中腦與腦橋間）切斷：呼吸節律無明顯變化

B平面（腦橋上、中部之間）切斷：長吸呼吸（呼吸調整中樞）

C平面（腦橋和延髓間）切斷：喘息樣呼吸

D平面（延髓與脊髓間）切斷：呼吸停止吸氣神經元腦橋調整中樞（+）（

）（+）（

）圖呼吸節律形成示意圖吸氣切斷機制(二)呼吸節律的形成肺牽張反射前包欽格復合體（pre-Botzingercomplex,PBC):

是呼吸節律起源的關鍵部位。學說：起搏細胞學說神經網絡學說二.呼吸的反射性調節

（一）肺牽張反射

1、肺擴張反射：是肺充氣或擴張時抑制吸氣的反射。

2、肺萎陷反射：是肺萎陷時引起吸氣的反射。

1）機制：吸氣→肺擴張→支氣管、細支氣管牽張感受器興奮

→迷走神經傳入延髓沖動增多→延髓內一定的神經聯系→

吸氣抑制，轉入呼氣

2）作用：使吸氣不至于過長過深，防止肺通氣過度

(1)化學感受器

外周化學感受器：頸動脈體、主動脈體

I型細胞刺激:動脈血pH

、PO2

、PCO2

傳入神經:頸動脈體

舌咽神經竇神經,主動脈體

迷走神經中樞:延髓效應——頸動脈體傳入的沖動主要引起呼吸加深加快；主動脈體傳入的沖動主要引起血液循環的變化生理作用—機體低O2時維持呼吸（二）化學感受性反射中樞化學感受器：延髓腹外側淺表處的神經元適宜刺激:腦脊液或局部細胞外液中的H+PO2

對中樞化學感受器無作用H+

不易通過血腦屏障,對中樞化學感受器直接作用小PCO2

易通過血腦屏障,對中樞化學感受器敏感,間接作用→H+

(2)

CO2、H+

、O2對呼吸的調節

C