生理學(xué)-電子教材:第五章 呼吸

第五章呼吸

外呼吸  呼吸 氣體運(yùn)輸 內(nèi)呼吸

呼吸：機(jī)體與外界環(huán)境之間的氣體交換過程。

肺通氣：外界空氣與肺之間的氣體交換過程。招生簡章

肺換氣：肺泡與肺毛細(xì)血管之間的氣體交換過程。

內(nèi)呼吸：血液與組織、細(xì)胞之間的氣體交換過程。 

第一節(jié) 肺通氣

一、肺通氣原理

（一)肺通氣的動(dòng)力

1.肺通氣的動(dòng)力  直接動(dòng)力：肺內(nèi)壓與大氣壓之差  間接動(dòng)力：呼吸運(yùn)動(dòng)

2.呼吸運(yùn)動(dòng)  呼吸肌  吸氣肌---膈肌和肋間外肌

呼氣肌--肋間內(nèi)肌和腹壁肌  

膈肌運(yùn)動(dòng)
吸氣時(shí)：膈肌收縮® 膈頂下移® 上、下徑擴(kuò)大 ®胸廓擴(kuò)大® 肺隨之?dāng)U張® 肺內(nèi)壓〈大氣壓® 氣體入肺

肋間外肌運(yùn)動(dòng) 

吸氣時(shí)：肋間外肌收縮® 肋骨、胸骨上舉®   胸廓前后、左右徑擴(kuò)大® 胸廓擴(kuò)大® 肺隨之  擴(kuò)張® 肺內(nèi)壓〈大氣壓® 氣體入肺。

3.肺內(nèi)壓
 呼吸過程中肺內(nèi)壓變化
 吸氣初：肺內(nèi)壓 < 大氣壓
 吸氣末：肺內(nèi)壓 = 大氣壓
 呼氣初：肺內(nèi)壓 > 大氣壓
 呼氣末：肺內(nèi)壓 = 大氣壓

4.胸膜腔及胸膜腔內(nèi)壓 

形成：胸膜腔內(nèi)壓=肺內(nèi)壓-肺彈性回縮力=大氣壓 - 肺彈性回縮力 = - 肺彈性回縮力  意義： 維持肺泡的擴(kuò)張  促進(jìn)靜脈和淋巴回流 

（二)肺通氣的阻力
 阻力 彈性阻力：70%
 非彈性阻力 氣道阻力
 慣性阻力
 粘滯阻力  

1.彈性阻力與順應(yīng)性  C = 1/ R  肺順應(yīng)性 = 肺容積的變化/ 跨肺壓的變化  

胸廓的彈性阻力和順應(yīng)性 

1)肺彈性阻力的來源  肺彈性回縮力 表面張力
肺表面活性物質(zhì)（pulmonary surfactant，PS) 

來源：肺II型上皮細(xì)胞 

主要成分：DPPC（ choline) 

作用： 降低肺泡表面張力  維持大小肺泡穩(wěn)定  維持肺泡相對(duì)干燥  

2)比順應(yīng)性  比順應(yīng)性=測得的順應(yīng)性（L/ cmH₂O)/肺總量

氣道阻力： 概念：可用維持單位時(shí)間內(nèi)氣體流量所需壓力差來表示。  

a.氣流流速 

b.氣流形式

c.管徑大�。嚎绫趬�；肺實(shí)質(zhì)對(duì)氣道壁的牽引； 自主神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié) ； 化學(xué)因素

胸廓的順應(yīng)性=胸腔容積的變化/跨壁壓的變化

跨壁壓=胸膜腔內(nèi)壓 - 胸廓外大氣壓

正常值：0.2L/ cmH₂O 

總順應(yīng)性：（0.1L / cmH₂O)  1 /C_L+chw=1/ C_L+1/Cchw=1/ 0.2+1/ 0.2 

二、基本肺容積和肺活量
（一)基本肺容積
 1. 潮氣量
 2. 補(bǔ)吸氣量或吸氣貯備量
 3. 補(bǔ)呼氣量或呼氣貯備量
 4. 余氣量或殘氣量
（二)肺容積
 1. 深吸氣量 2. 功能余氣量
 3. 肺活量和時(shí)間肺活量 4. 肺總量
  三、肺通氣量
（一)每分通氣量   每分通氣量 = 潮氣量´ 呼吸頻率
（二)無效腔和肺泡通氣量
生理無效腔

解剖無效腔
肺泡無效腔 

肺泡通氣量 = （潮氣量 - 無效腔氣量)  ´ 呼吸頻率 

功能余氣量： 

概念：平靜呼氣末尚存留于肺內(nèi)的氣量 

生理意義：緩沖呼吸過程中肺泡氣氧和二氧  化碳分壓的過度變化。

肺活量：最大吸氣后，從肺內(nèi)所呼出的最大氣量   意義：反映了肺一次通氣的最大能力

時(shí)間肺活量：單位時(shí)間內(nèi)，呼出的氣量占肺活量的百  分?jǐn)?shù)  意義：評(píng)價(jià)肺功能的較好指標(biāo) 

第二節(jié) 呼吸氣體的交換
一、氣體交換原理
（一)氣體的擴(kuò)散
 氣體擴(kuò)散速率：單位時(shí)間內(nèi)氣體擴(kuò)散的容積
 氣體的分壓差：
 氣體的分子量和溶解度：
 擴(kuò)散面積和距離：
 溫度：
 D µ P• T • A • S/ d • M W  ^1/2

（二)呼吸氣和人體不同部位氣體的分壓

呼吸氣和肺泡氣的成分和分壓

血液氣體和組織氣體的分壓  

肺泡氣、血液和組織PO₂內(nèi)和PCO₂值 

二、氣體在肺的交換

（一) 交換過程

（二) 影響肺部氣體交換的因素

（三) 肺擴(kuò)散www.med126.com容量
概念：氣體在0.133kPa分壓差作用下，每  分鐘通過呼吸膜擴(kuò)散的氣體的ml數(shù)。 

意義：測定呼吸氣通過呼吸膜的一種指標(biāo)。

二、氣體在組織的交換 

呼吸膜的厚度   成反比：呼吸膜­®肺換氣¯。

呼吸膜的面積 面積¯® 肺換氣¯

通氣/血流比值  概念：每分鐘肺泡通氣量和每分鐘肺血流量  之間的比值（V_A/ Q)。 

異常： V_A/ Q­：通氣過�；蜓�流不足   V_A/ Q¯：通氣不足或血流過剩 

第三節(jié) 氣體在血液中的運(yùn)輸

一、氧和二氧化碳在血液中存在的形式

二、氧的運(yùn)輸  形式 物理溶解 1.5%  化學(xué)結(jié)合 98.5%

（一) Hb分子結(jié)構(gòu)簡介

（二) Hb與O₂結(jié)合的特征

（三) 氧離曲線

1.Hb+ O₂ Û Hb O₂ 可逆、反應(yīng)快、非酶  促反應(yīng)、與P O₂有關(guān)。

2.Fe²⁺ 與O₂結(jié)合是氧合反應(yīng)。

3.1分子Hb可以結(jié)合4分子O₂  

4.Hb與O₂的結(jié)合或解離曲線呈S形，與Hb的變   構(gòu)效應(yīng)有關(guān)。（T型和 R型)

幾個(gè)有關(guān)概念：
  氧容量：100ml血液中Hb所能結(jié)合的最大O₂量。 

氧含量：100ml血液中Hb實(shí)際結(jié)合的O₂量 

氧飽和度：Hb氧含量與氧容量的百分比。
  概念：PO₂與Hb氧飽和度的關(guān)系，呈S型。 

上段： 7.98~13.3kPa （60~100mmHg)  Hb與O₂結(jié)合。 

中段：5.32~7.9 8kPa（40~60mmHg)  HbO₂釋放O₂。 

下段：2~5.32 kPa（15~40mmHg)  代表O₂貯備。 

（四) 影響氧離曲線的因素  P₅₀： 使Hb氧飽和度達(dá)50%時(shí)的PO₂ P₅₀­：Hb與O₂親和力¯，曲線右移。 

1. pH 和PCO₂ 的影響   PCO₂ 和H⁺ ­®右移   酸度對(duì)Hb氧親和力的影響稱波爾效應(yīng)。  機(jī)制：與pH改變時(shí)Hb構(gòu)型變化有關(guān)。  意義：氧合、釋放氧 

2.溫度的影響
 溫度­® 曲線右移。
 H⁺的活度有關(guān)。

3. 2，3-二磷酸甘油酸   2，3 -DPG ­® 曲線右移。 

機(jī)制：2，3-DPG與Hbb形成鹽鍵® Hb變成T型。  提高H⁺。

3.Hb自身性質(zhì)的影響  

三、二氧化碳的運(yùn)輸

（一)CO₂的運(yùn)輸形式 物理溶解 5%   化學(xué)結(jié)合 95% 1. HCO₃^- 2. 氨基甲酸血紅蛋白  HbNH₂O₂+H⁺+ CO₂Û HHbNHCOOH+O₂

（二) CO₂解離曲線

（三)氧與Hb的結(jié)合對(duì)CO₂運(yùn)輸?shù)挠绊?nbsp; 

第四節(jié) 呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)
一、呼吸中樞與呼吸節(jié)律的形成

（一)呼吸中樞

1.脊髓：中繼站和整合的初級(jí)中樞

2.延髓： 呼吸節(jié)律的基本中樞  呼吸神經(jīng)元： 背側(cè)呼吸組  腹側(cè) 呼吸組

3.腦橋：上部有呼吸調(diào)整中樞（-)吸氣  中下部有長吸中樞

4.上位腦：大腦皮層隨意控制呼吸 

（二)呼吸節(jié)律形成的假說

二、呼吸的反射性調(diào)節(jié)

（一)肺牽張反射 

1.肺擴(kuò)張反射：  概念： 肺充氣或肺擴(kuò)張時(shí)抑制吸氣的反射。 

過程： 肺擴(kuò)張 ® 迷走神經(jīng) ® 吸氣 中樞  ®吸氣停止，轉(zhuǎn)入呼氣。 

2.肺縮小反射  

（二)化學(xué)感受性反射

1.化學(xué)感受器   外周化學(xué)感受器 頸動(dòng)脈體 缺氧 

主動(dòng)脈體 PCO₂­   H⁺ ­  

中樞化學(xué)感受器 腦脊液中的H⁺ ­ PCO₂­

2.CO₂、H⁺和O₂對(duì)呼吸的影響 

(1).PCO₂­ ® 外周化學(xué)感受器   中樞化學(xué)感受器（主要) 

(2).H⁺ ­ ® 外周化學(xué)感受器   中樞化學(xué)感受器（主要) 

(3).PO₂ ¯ ® 外周化學(xué)感受器  呼吸中樞（-) 

(4).PCO₂ 、 H⁺ 和 PO₂在影響呼吸中的相互作用

（三)呼吸肌本體感受性反射

（四)防御性呼吸反射  1. 咳嗽反射  2. 噴反射

（五)肺毛細(xì)血管感受器引起的呼吸反射

（六)某些穴位刺激的呼吸效應(yīng)

三、周期性呼吸

（一) 陳-施呼吸（潮式呼吸)  特點(diǎn)：呼吸逐漸增強(qiáng)增快又減弱減慢與呼  吸暫停交替出現(xiàn)  機(jī)制：刺激® 肺通氣 ® CO₂呼出過多®  血液PCO₂ ¯

（二) Biot呼吸  特點(diǎn)：一次或多次強(qiáng)呼吸后，長時(shí)間呼吸  暫停 。

四、運(yùn)動(dòng)時(shí)呼吸的變化及調(diào)節(jié)

 變化： 呼吸加深加快，  肺通氣增大：運(yùn)動(dòng)初驟升，然后緩慢 升高，隨后穩(wěn)定，運(yùn)動(dòng)停止則相反。 

機(jī)制： 條件反射

 刺激運(yùn)動(dòng)肌肉、關(guān)節(jié)的本體感受器 

運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)脈血PH、 PCO₂ 、 PO₂的波動(dòng) 

運(yùn)動(dòng)時(shí)欠O₂ 債

(盧佳怡)