生理学考研呼吸系统.ppt
呼 吸 系 统,呼吸系统,肺的通气肺的换气气体在血液中的运输呼吸运动的调节,呼吸过程,呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过 程。肺通气肺与外界气体的交换 肺换气肺泡与毛细血管之间的气体交换 气体运输血液运输 组织换气血液与细胞之间的气体交换,呼吸过程,空 O2 肺 肺毛细 体 组织毛 组织 细胞内气 CO2 泡 血管 循环 细血管 细胞 氧化代谢 肺通气 肺气体 血液中 组织 O2利用 交换 气体运输 气体交换 CO2产生 外呼吸 内呼吸,第一节：呼吸道功能,一、呼吸道的结构：1、上呼吸道：鼻、喉 2、下呼吸道：气管、支气管、细支气管 3、肺泡,气管的分支,0 1 2 3 4 17 18 19 20 21 22 23气 支气 细支气管 呼吸性细支气管 肺泡管 肺泡管 管 囊 传送带 过滤带及呼吸带,第一节：呼吸道功能,二、呼吸道的功能：1、保温和湿润作用：上呼吸道，血流丰富 2、防御功能：三道防线：1）上呼吸道：清除直径10m的异物2）气管至16级终末细支气管：有纤毛的杯状细胞分泌粘液3）17级至肺泡末端：巨噬细胞 3、反射性反射性防御功能：咳嗽反射,呼吸道的主要功能,调节气道的阻力保护功能加温湿润功能过滤清洁功能,第二节、肺通气的机理,肺通气的原理肺通气功能的评价,一、肺通气的原理,肺通气的动力肺通气的阻力肺通气的原理在于肺通气的动力大于阻力,一、肺通气的动力,（一）呼吸运动：呼吸肌：吸气肌：肋间外肌、膈肌 呼气肌：肋间内肌、腹肌呼吸肌的收缩与舒张引起胸廓有节律 地扩大与缩小呼吸运动（吸气运 动和呼气运动）,一、肺通气的动力,1、吸气动作：主动性过程 主要是膈肌和肋间外肌收缩的结果：胸腔变大2、呼气动作：平静呼吸时是被动过程 主要是收缩肌的舒张所致，用力呼气时肋间内肌和腹肌参与,3、呼吸类型,按照呼吸深度 平静呼吸 用力呼吸按照参与呼吸运动的肌群 腹式呼吸 胸式呼吸 混合式呼吸,（二）呼吸时肺内压和胸腔内压的变化,1、肺内压 12mmHg 肺扩张时，肺内压下降 肺缩小时，肺内压升高2、胸腔内压：胸膜腔：腔内液体 液体的作用：1）分子间内聚力，两膜紧贴 2）粘滞性极低，两膜滑动 胸内压：由作用于胸膜表面的压力间接形成,呼吸时肺内压和胸腔内压的变化,肺内压 12mmHg胸腔内压是大气压和肺回缩力2种相反力的代数之差胸腔内压=肺内压肺回缩力,呼吸时肺内压和胸腔内压的变化,在呼气末和吸气末：胸腔内压=大气压肺回缩力胸腔内压=肺回缩力,（三）肺泡表面张力和表面活性物质,表面张力：肺泡内壁表面的液体与气体之间形成的趋向于使肺泡缩小的张力。血浆与组织液 50dyn/cm2纯水 70dyn/cm2但实际上测得的肺泡实际值比这小510倍为什么？,（三）肺泡表面张力和表面活性物质,表面活性物质：分布在液体表面，具有 降 低表面张力的作用 成分：二棕榈酰卵磷脂（DPPC），由肺泡 II型上皮细胞合成释放 作用：防止肺泡塌陷 维持各种大小不一的肺泡容量肺泡回缩力(p)与表面压力(T)成正比，与肺 泡半径(r)成反比。P=2T/r,表面张力对肺泡大小的影响 r=0.01cm r=0.005 cm P=2X20/0.01 P=2X20/0.005=4cmH2O2=8cmH2O,胸膜腔负压的生理意义,保持肺的扩张状态促进血液和淋巴液的回流呕吐反射反刍,二、肺通气的阻力,弹性阻力肺弹性阻力 表面张力 肺弹性纤维的弹性回 缩力胸廓弹性阻力：胸廓扩大超过自然位置时非弹性阻力呼吸道阻力、组织的粘滞阻力,四、肺通气功能的评价,肺容量（肺容纳气体的量）（TLC）潮气量 TV 平静呼吸时，每次吸入或呼出的气量 深吸气量 补吸气量IRV 平静吸气末再尽力吸气能吸入的气 补呼气量ERV 平静呼气末再尽力呼气能呼出的气量 余气量RV 最大呼气后肺内仍残留不能呼出的气量 功能余气量FRC 平静呼气末，肺内所 余留的气量,四、肺通气功能的评价,肺活量与时间肺活量肺活量（VC）作一次最深吸气后，尽力呼气，呼出的最大气 量=补吸气量潮气量补呼气量时间肺活量：一次深吸气后，用力呼气，计算1S、2S、3S末呼气量占其肺活量的百分数。正常：83%、96%、99%肺总容量：肺活量 余气量,五、肺通气量每分通气量：每分钟内吸入或呼出肺的气 体总量=呼吸频率X潮气量最大通气量：最大限度地作深呼吸，每分钟吸入或呼出的气量无效腔：存在于呼吸道的气体是无气体交换的肺泡通气量：每分钟吸入肺泡的新鲜空气 量（有效通气量）。,第三节 气体的交换,一、呼吸气和血液中气体 呼吸气中各种气体容积百分比 吸入气 呼出气 肺泡气O2 20.96 16.4 14.3CO2 0.04 4.1 5.6N2 79.00 79.5 80.1,第三节 气体的交换,气体分压：液体中的气体分压也称气体张力标准大气压下（760mmHg），37C时饱和水气压的压力为47mmHg 肺泡中，氧容积占14.3，那么其分压等于 14.3%X(760-47)=102mmHg,第三节 气体的交换,气体分压：液体中的气体分压也称气体张力 氧分压和二氧化碳分压的变化（mmHg）肺泡气 动脉血 组织 混合静脉血氧分压 102 97 35 40CO2分压 40 40 4555 46,二、气体的交换,气体交换的原理：扩散原理气体的分压差气体的分子量与溶解度 分压差溶解度 气体扩散速率=分子量,决定气体交换速率的因素气体的弥散速率气体弥散的面积和距离呼吸膜两侧的分压差呼吸膜,气体交换的过程肺部交换组织交换影响气体交换的因素影响肺换气的因素呼吸膜的面积和厚度肺通气/血流比值：每分钟肺泡通气量和每分钟血流量之比V/Q=0.84,肺血流量与肺泡通气的配合气体交换需要两个“泵”一为气“泵”：呼吸机收缩，气体进入和输出二为血“泵”：右心室活动，向肺泡输出血量这两个泵相互配合以人为例：肺通气量（4L/min）/肺血流量（5L/min）0.8生理意义：比值变小？变大,影响组织换气的因素组织细胞代谢血液供应,第四节 气体在血液中的运输,气体运输的形式物理溶解化学结合溶解度：与温度和分压有关 O2溶解度低，标准情况下(1个大气压，38C)为2.2 mL/100mL CO2较高 为51.1 mL/100mL,二、氧的运输,氧与血红蛋白的结合血氧饱和度氧离曲线及其影响因素,血氧饱和度氧容量：将每升血液中血红蛋白所能结 合的最大氧气量。201ml/L氧含量：每升血液的实际含氧气量。动 脉：194ml/L,静脉：144ml/L血氧饱和度：氧含量占氧容量的百分 数。动脉：98%；静脉：75%。氧饱和：足够氧分压时，与HB百分之百结合 一克HB可结合1.34mL氧,血红蛋白与氧结合的特点1.反应快、可逆、不需要酶催化、受氧分压的影响2.氧合与氧化3.可结合4分子氧4.两对alpha链和两对beta链相互作用5.血红蛋白与氧结合和解离曲线呈S形,氧离曲线:表示氧分压和血氧饱和度关系的曲线。,氧离曲线的特点及生理意义上段：曲线较平坦，在血氧分压在60100mmHg，对血氧饱和度没有影响，保持在90%以上，不至于发生低氧。,氧离曲线的特点及生理意义中段：较陡，血氧分压在4060mmHg时，血氧分压稍有下降，血氧饱和度下降很大，释放大量的氧，满足机体代谢需要。,氧离曲线的特点及生理意义下段：曲线最陡，血氧分压在1540mmHg，血氧分压稍有下降，就有大量氧气释放，满足组织活动增强时需要。该段代表了氧气储备,影响氧解离曲线的因素：血二氧化碳分压、pH和温度PCO2升高、pH减小、温度升高使氧离曲线右移，血氧饱和度下降，有利于氧气的释放。PCO2降低、pH升高、温度降低氧离曲线左移，氧合血红蛋白形成增加。2，3二磷酸甘油酸2，3DPG升高，氧离曲线右移。,波尔效应,酸度对Hb氧亲和力的影响生理意义：即可促进结合又可促进解离,三、二氧化碳的运输,主要以化学结合形式碳酸氢根离子形式：CO2+H2O HCO3+H+,碳酸酐酶,红细胞,K+,KHCO3 HB HHB,血浆,HCO3,Na+,NaHCO3,CL,肺,氯转移,二氧化碳的运输,形成碳酸血红蛋白（氨基甲酸血红蛋白）HB-NH2+CO2 HBNHCOOH HBNHCOO+H+占CO2运输的20,第五节 呼吸运动的调节,呼吸的中枢调节呼吸的反射性调节,第五节 呼吸运动的调节,呼吸运动的两大特点：1、吸气或呼气，呼吸机有节律的进行收缩2、吸气或呼气，不断交替进行，不因其它 而中断，如同心脏。但呼吸机是骨骼肌，没有自律性，不能自动收缩。为什么呼吸活动是不间断交替进行的？,呼吸的中枢调控呼吸的基本中枢延髓呼吸中枢：管理呼吸活动的基本中枢脑桥呼吸中枢：上部-呼吸调整中枢 中下部-长吸中枢呼吸节律的形成,呼吸的中枢调控一、脊髓和脑干在呼吸调节中的作用呼吸肌的运动神经元位于脊髓前角膈肌的运动神经（膈神经）位于颈段3、4、5节肋间肌的运动神经主要由胸腰段26节发出切断胸腰段第六节以下脊髓的影响？切断颈段第六节以下脊髓的影响？切断颈段第二节脊髓的影响？,从上面的实验得出的结论？1、延髓存在基本呼吸中枢2、脑桥中部和下部存在长吸中枢？3、脑桥上1/3部位存在呼吸调整中枢,二、延髓呼吸中枢的特征1、分为吸气中枢和呼气中枢，重叠现象。以吸气中枢为主 1)背侧群细胞（包括孤束核）吸气神经元群，支配对侧膈肌运动神经元。可作用于腹侧群细胞 2)腹侧群细胞：（1）疑核迷走神经、舌咽神经支配同侧的呼吸辅助肌（2）后疑核支配肋间肌的运动神经元：后疑核的上部主要是吸气神经元90支配对侧 肋间外肌运动神经元 后疑核的下部主要是呼气神经元100支配对侧 肋间内肌运动神经元,2、吸气中枢与呼气中枢的交互抑制 1）吸气神经元兴奋抑制呼气神经元 2）吸气神经元兴奋引起脊髓吸气运动 神经的兴奋，同时有侧支 通过中间神经元抑制脊髓 呼气运动神经的兴奋。反过来则反之 3）自动发放节律性冲动：吸气神经元,呼吸节律的形成延髓吸气切断机制,脑桥呼吸调整中枢,延髓中枢吸气活动发生器,延髓吸气切断机制,脊髓吸气肌运动神经元,肺牵张感受器,吸气,肺扩张,（+）,（+）,（+）,（+）,（+）,（）,三、呼吸的反射性调节,机械感受器反射肺牵张反射：黑伯二氏反射；感受器位于细支气管平滑肌,肺牵张反射 吸气 感受器（气管支气管平肌）延髓（吸气切断机制)呼吸肌 呼气,迷走神经,传出神经,三、呼吸的反射性调节,机械感受器反射呼吸肌的本体感受器反射：肌梭J感受器反射：肺毛细血管旁感受器,三、呼吸的反射性调节,防御性反射：咳嗽反射、喷嚏 反射化学感受器反射1）外周化学感受器反射：主动脉体、颈动脉体 对氧分压降低和该感受器耗氧量升高敏感 动脉血中CO2分压升高10mmHg才能刺激 血液pH值降低0.20.4才能刺激2）中枢化学感受器反射：不接受氧分压的刺激，对脑脊液中的变化敏感，对心血管的影响不明确,化学感受器反射 PCO2、PO2、H+（外周化学感受器）H+（中枢化学感受器）颈动脉体和主动脉体 延髓,窦神经和主动脉神经,低O2对呼吸的影响P O2降低到60mmHg主要通过外周化学感受器兴奋,适当浓度的PCO2是维持呼吸运动的重要生理性刺激。CO2对呼吸的刺激作用是通过两条途径实现的。1.刺激外周化学感受器2.刺激中枢化学感受器：中枢化学感受器位于延髓腹外侧浅表部位，对 H+敏感。其周围的细胞外液是脑脊液。血脑屏障和血脑,屏障 对H+和HCO3-相对不通透，而CO2却很容易通过。当血液中的PCO2升高时，CO2通过上述屏障进入脑脊液，与其中的H2O结合生成H2CO3，随即解离出H+以刺激中枢化学感受器。再通过一定的神经联系使延髓呼吸中枢神经元兴奋，而增强呼吸。在PCO2对呼吸调节的两条途径中，中枢感受器的途径是主要的。在一定范围内，动脉血PCO2升高，可以使呼吸加强，但超过一定限度，则可导致呼吸抑制。,缺氧对呼吸中枢的直接作用是抑制。缺氧对呼吸的刺激作用完全是通过外周化学感受器所实现的反射效应。*但严重缺氧时，由于外周化学感受器的兴奋作用不足以克服缺氧对呼吸中枢的抑制作用，则发生呼吸减弱，甚至呼吸停止。,
