人体解剖生理学第十三章-呼吸系统

《人体解剖生理学》HumanAnatomyandPhysiology第十章呼吸系统第一节呼吸系统各组成器官的形态结构第二节呼吸运动与肺通气第三节呼吸气体的交换第四节气体在血液中的运输第五节呼吸运动的调节第六节肺的非呼吸功能第一节呼吸系统各组成器官的形态结构一．鼻(一)外鼻(二)鼻腔(三)鼻旁窦及其开口二．咽三．喉(一)喉的位置(二)喉的结构1．喉的软骨及其连结甲状软骨环状软骨杓状软骨会厌软骨2．喉肌★环杓后肌---起于环状软骨板后面，止于杓状软骨肌突，为开大声门的肌肉。★环杓侧肌---起于环状软骨侧面，止于杓状软骨的肌突，为缩小声门的肌肉。★环甲肌---起于环状软骨前外侧，止于甲状软骨下缘，为紧张声门的肌肉。★甲杓肌(声带肌)---起于甲状软骨前角的内侧面，止于杓状软骨的外侧面及声带突，收缩时可松弛声带。3．喉腔四．气管和支气管(一)气管和支气管的气管位置和形态(二)气管和支气管的组织结构五．肺(一)肺的位置与形态(二)肺的组织结构1．肺的传导部小支气管细支气管终末细支气管2．肺的呼吸部呼吸性细支气管肺泡管肺泡囊肺泡☆肺小叶：由管径在1mm以下的细支气管及其所属的肺组织构成☆血-气屏障：肺泡与血间进行气体交换必须经过的结构，包括肺泡内表面液层、肺泡细胞、肺泡上皮基膜、毛细血管基膜、毛细血管内皮细胞等。☆肺泡隔：为相邻肺泡之间的薄层结缔组织，内含稠密的毛细血管、丰富的弹性纤维及少量胶原纤维和网状纤维。3．肺的血管功能血管：肺动脉与肺静脉营养血管：支气管动脉与支气管静脉六．胸膜:为衬于胸壁内面、膈上面、纵隔两侧面和肺表面等处的一层薄而光滑的浆膜，可分为脏胸膜和壁胸膜两部分。(一)胸膜与胸膜隐窝(二)胸膜腔七．纵隔:是左、右纵隔胸膜间的全部器官、结构与结缔组织的总称。呼吸：呼吸全过程：机体与外界环境之间的气体交换过程。呼吸过程:●肺通气肺与外界环境之间的气体交换。●肺换气肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换。●气体在血液中的运输●组织换气组织毛细血管血液与组织细胞之间的气体交换。第二节呼吸运动与肺通气一.呼吸运动：指胸廓在呼吸肌参与下扩大与缩小相交替的节律性运动。☆主要呼吸肌：吸气肌：膈肌和肋间外肌，使胸廓扩大，产生吸气运动。呼气肌：肋间内肌和腹肌，使胸廓缩小，产生呼气运动。辅助吸气肌：胸锁乳突肌和斜角肌。☆平和呼吸：机体处于安静状态时平静而顺畅的呼吸动作。☆胸式呼吸：主要由肋骨和胸骨产生的呼吸运动。☆腹式呼吸：主要由膈肌舒缩引起的呼吸运动。呼气肺内压＞大气压缩小肺脏吸气肺内压＜大气压胸廓呼吸肌缩小收缩舒张扩张扩张原动力:呼吸运动是肺通气的原动力。直接动力:肺内压与外界大气压间的压力差。二．胸内压与肺内压(一)肺内压：指肺泡内的压力，平和呼吸时升降幅度在0.3-0.4kPa(2-3mmHg)(二)胸内压：指胸膜腔内的压力，在呼吸运动过程中始终低于大气压，故又称胸内负压。胸内压=大气压-肺回缩力肺回缩力的组成：①肺结构中的弹性成分。②肺泡内液表面张力。☆胸内压的生理意义：①使肺泡保持稳定的扩张状态②促进静脉和淋巴回流。三．肺通气的阻力非弹性阻力弹性阻力肺通气阻力胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关肺弹性阻力气道阻力：与气体流动形式+气道半径有关粘滞阻力惯性阻力肺弹性回缩力:1/3肺泡表面张力：2/3常态下可忽略不计四．肺容量与肺的通气量(一)肺容量：指肺内气体的容量．在呼吸运动过程中肺容量呈周期性的变化．潮气量：呼吸时，每次吸入或呼出的气体量。补吸气量：平静吸气末再尽力吸气，所能增加的吸入气体量。约１５００～２０００ｍｌ．补呼气量：平静呼气末再尽力呼气，所能增加的呼出气体量。约９００～１２００ｍｌ．残气量：最大呼气后，肺内仍残留不能呼出的气体量。约１０００～１５００ｍｌ●深吸气量：从平静呼气末作最大吸气时所能吸入的气体量。等于潮气量与补吸气量之和。●功能残气量：平静呼气末尚存留于肺内的气体量。等于残气量与补呼气量之和，约2500ml●肺活量：尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气体量。男性：3500ml女性：2500ml●用力呼气量（时间肺活量）：用力吸气后再用力并快速呼出的气体量。是反映呼吸功能的动态指标。●肺总量：肺活量＋残气量男性：5000ml女性：3500ml(二)肺通气量：肺通气量＝潮气量×呼吸频率(次/分)6-9L肺泡通气量:每分钟吸入肺泡的新鲜空气量，＝(潮气量-生理无效腔量)×呼吸频率。生理无效腔:有通气但不进行气体交换的区域。解剖无效腔：从鼻到终末细支气管是气体进出肺的通道，气体在此处不能与血液进行气体交换。约0.15L肺泡无效腔：未发生气体交换的肺泡容积。肺泡气更新率=肺泡通气量/(机能余气量+肺泡通气量)不同呼吸频率和潮气量时的肺通气量和肺泡通气量呼吸频率（次/m）潮气量(ml)肺通气量(ml/m)肺泡通气量(ml/m)165008800056001000800068003200800025032深而慢的呼吸较浅而快的呼吸效率高第三节呼吸气体的交换一．呼吸气体的分压和溶解度分压=混合气体总压力×该气体容积百分比。溶解度:气体分压为760mmHg时,一定量液体所能溶解的某种气体的容量二．气体在肺和组织的交换☆决定气体扩散方向和影响扩散速度的因素：1.分压差(首要因素)2.呼吸膜厚度:＜1μm厚：呼吸膜厚度↑→气体交换↓3.呼吸膜扩散面积4.气体的溶解度：扩散系数与气体的溶解度成正比5.气体相对分子量：扩散系数与分子质量的平方根成反比三.肺泡通气与血流量的关系通气/血流比值:每分钟肺泡通气量(VA)和每分钟肺血流量(Q)之间的比值。适宜值:0.84功能性动-静脉短路肺泡无效腔增大第四节气体在血液中的运输运输形式:物理溶解:特征:①量小；②溶解量与分压呈正比。化学结合:特征:量大,主要运输形式。化学结合动态平衡物理溶解一.氧的运输•物理溶解(1.5%)•化学结合(98.5%)血液中氧的主要运输形式是化学结合(一)氧的化学结合形式是氧合血红蛋白（HbO2）PO2高(氧合)PO2低(氧离)HbO2Hb+O2血红蛋白(Hb)是运输氧的工具血红蛋白(Hb)的分子结构oxyhemoglobin(一)氧的化学结合形式是氧合血红蛋白（HbO2）oxyhemoglobinHb与O2结合的特征1.可逆、受PO2的影响、不需酶的催化；2.是氧合(oxygenation)，非氧化反应(oxidation)；3.1分子Hb可与4分子O2可逆结合。Hb结合O2的最大量——氧容量100ml血Hb结合O2的实际量——氧含量氧含量/氧容量的%——氧饱和度(oxygencapacity)(oxygencontent)(oxygensaturation)Hb的氧容量约为20.1ml/100ml动脉血中氧含量约为19.4ml/100ml静脉血中氧含量约为14.4ml/100ml(二)氧离曲线及其影响因素☆氧离曲线(oxygendissociationcurve)：表达氧分压与氧饱和度之间关系的曲线。☆影响因素：1.CO2和pH2.温度3.2,3-二磷酸甘油酸二．二氧化碳的运输物理溶解：5％化学结合：95％(一)二氧化碳的化学结合1．碳酸氢盐形式的运输2．氨甲酰血红蛋白形式的运输(二)二氧化碳解离曲线(三)血液二氧化碳运输与酸碱平衡第五节呼吸运动的调节一．各级呼吸中枢及其相互关系1．脑干各级呼吸中枢1)延髓中喘息中枢产生最基本的呼吸节律2)脑桥中下部可能存在长吸中枢3)脑桥上部具呼吸调整中枢2．延髓呼吸中枢节律性活动的形成3．大脑皮层对呼吸运动具有一定程度的随意调节作用二．呼吸的反射性调节(一)肺牵张反射(二)呼吸肌本体感受性反射(三)防御性呼吸反射1．咳嗽反射2．喷嚏反射三．化学因素对呼吸运动的调节(一)化学感受器外周化学感受器：颈动脉体和主动脉体中枢化学感受器：延髓腹侧浅表部位(二)CO2对呼吸的影响(三)缺氧对呼吸的影响(四)氢离子对呼吸的影响(五)CO2、缺氧和氢离子对呼吸影响的相互关系第五节肺的非呼吸功能一．肺和肺循环的防御功能二．肺的代谢功能氧离曲线:表达氧分压与氧饱和度之间关系的曲线,呈S形。•机制：与Hb的变构有关当Hb某亚基与O2结合或解离后→Hb变构→其他亚基的亲O2力↑或↓→Hb4个亚基的协同效应便呈现S形的氧离曲线特征。上段:坡度较平坦。表明此时PO2变化大时，血氧饱和度变化小。意义:保证低氧分压时的高载氧能力,不致引起低氧血症。氧离曲线可根据其特点和意义分为三段中段:坡度较陡。表明PO2降低能促进大量氧解离。意义:维持安静状态时组织的氧供。下段:坡度更陡。表明PO2稍有下降,血氧饱和度就急剧下降,对组织供氧有很强的贮备力。意义:维持活动时组织氧供。Pco2↑pH↓Pco2↑pH↓→氧离曲线右移Pco2↓pH↑→氧离曲线左移这种酸度对Hb与O2亲和力的影响，称为波尔效应。意义：①在肺脏促进氧合②在组织促进氧离。温度T升高→氧离曲线右移→氧离易;T降低→氧离曲线左移→氧离难2,3-DＰG(红细胞无氧代谢的产物)2,3DＰG↑→氧离曲线右移→氧离易这一效应是机体对低o2适应的重要机制弹性阻力(R):弹性组织在外力作用下变形时，具有对抗变形的反作用力。顺应性(C):在外力作用下，弹性组织的可变形性。同等大小外力作用下，弹性阻力大时，顺应性小，变形程度就小；弹性阻力小时，顺应性大，变形程度就大。顺应性=(1/弹性阻力)顺应性=容积变化（ΔV）压力变化（ΔP）L/cmH2O肺泡的表面张力：肺泡内的液-气界面，因界面层的液体分子受力不均匀，表现的内聚力（表面张力）方向是向中心的→使肺泡缩小。表面活性物质(由肺泡Ⅱ型细胞分泌)作用：a.降低肺泡表面张力→降低吸气阻力；b.减少肺泡内液的生成→防肺水肿的发生c.维持肺泡内压的稳定性→防肺泡破裂或萎缩非弹性阻力惯性阻力：气流因发动、变速、换向时，因气流惯性所遇到的阻力。粘滞阻力：呼吸时胸廓、肺等组织移位发生摩擦形成的阻力。10%～20%呼吸道阻力：气体通过呼吸道时，气体分子间及气体分子与气道管壁之间的摩擦力。80%～90%思考题:1.喉有哪些软骨组成?2.何谓呼吸？呼吸全过程由哪几个环节组成？3.试述肺表面活性物质的来源、成份、作用和生理意义。4.胸内负压是如何形成的？有何生理意义？气胸的危害是什么？5.肺通气的动力是什么?它要克服哪些阻力才能实现肺通气？6.何谓肺换气？影响肺换气的因素有哪些？7.何谓功能余气量?其生理意义是什么?8.肺活量和时间肺活量有何不同?为什么时间肺活量比肺活量能更好地评价肺通气的功能?9.对肺通气效率来说,为什么在一定范围内深而慢的呼吸比浅而快的呼吸更有效?10.O2和CO2在血液中的运输形式有几种?二者有什么关系?11.何谓血氧容量、血氧含量和血氧饱和度?12.何谓氧合血红蛋白解离曲线?为什么呈S型?13.影响氧离曲线的因素有哪些?14.试述调节呼吸活动的呼吸中枢所在部位及其对呼吸运动的作用.15.试述外周化学感受器的作用及其机制.16.试述中枢化学感受器的作用以及生理刺激.17.试述各种不同浓度CO2对呼吸中枢起何作用.18.肺的非呼吸功能有哪些?碳酸酐酶H2CO3HCO3-＋H+CO2＋H2O氨基甲酰血红蛋白HbO2与CO2结合形成氨基甲酰血红蛋白的能力比去氧血红蛋白小。当动脉血流经组织时，HbO2释放出O2，去氧血红蛋白与CO2的结合能力强，结合CO2就多，可形成大量的氨基甲酰血红蛋白。HbNH2O2+H++CO2在肺脏在组织HHbNHCOOH＋O2CO2解离曲线(carbondioxidedissociationcurve)是表示血液中CO2含量与PCO2间关系的曲线。•何尔登效应(Haldaneeffect):氧合作用增加有利于CO2释放的效应.吸气活动发生器和吸气切断机制模型H+CO2肺牵张反射(黑-伯反射)指肺扩张或肺萎陷引起的吸气抑制或吸气兴奋的反射。包括肺扩张、肺萎陷反射。肺萎陷反射肺萎陷较明显时引起吸气的反射。在平静呼吸调节中的意义不大，但对阻止呼气过深