呼吸生理学-PPT课件

1第五章呼吸2概述呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。呼吸全过程：3呼吸呼吸器官的功能结构肺通气的原理气体交换气体在血液中的运输呼吸运动的调节呼吸4呼吸系统功能1.气体交换,并辅助体内酸碱平衡。2.防卫,排除异物,加温加湿,过滤清洁。3.内分泌功能(AngIAngII)。4.传送气体,说话、唱歌。5第一节呼吸器官的功能结构一、胸廓与肺：胸廓：胸膜腔：密闭的腔，内仅有少量浆液肺表面的脏层胸廓壁的壁层肺：支气管、肺泡和毛细血管网络6胸廓（thorax）胸廓由肋骨、胸骨和胸椎形成的骨架以及附着的软组织构成其四壁、由膈肌封闭其底部而形成的。7壁层胸膜脏层胸膜胸膜腔（pleuralcavity）：覆盖于肺表面的脏层胸膜与紧贴于胸廓内面的壁层胸膜形成的密闭的间隙。8NasalcavityExternalnares(nostrils)larynxpharynxTrachearightlungdiaphragmleftprimarybronchusleftlungrightprimarybronchus呼吸道和肺（respiratorytrackandlungs）9气管树10呼吸道上呼吸道：鼻、咽、喉下呼吸道：气管支气管细支气管终末细支气管等呼吸道11Respiratoryzone肺泡（alveoli）Transmitzone12神经调节迷走N→乙酰胆碱+M受体→收缩→气道阻力↑(故哮喘病人夜间发作较多)交感N→去甲肾上腺素+β2受体→舒张→气道阻力↓(拟交感药物治疗哮喘)体液调节舒张：肾上腺素、PGE2收缩：组胺、5-羟色胺、缓激肽、PGF2、内皮素呼吸道口径的控制13肺泡吸入气体与血液进行交换的场所双肺共三亿多个肺泡肺泡大小不一，平均0.25mm70m2气体交换面积两种肺泡上皮细胞I型肺泡上皮细胞扁平状上皮细胞，覆盖95%肺泡表层呼吸膜基本部分II型肺泡上皮细胞分泌上皮细胞，覆盖5%肺泡表层分泌肺泡表面活性物质14呼吸膜表面活性物质层肺泡上皮层上皮基底膜层组织间隙层毛细血管基底膜层毛细血管内皮细胞层呼吸膜15第二节肺通气原理16一、肺通气动力呼气肺内压＞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。扩张17形式:按呼吸深度分:平静呼吸和用力呼吸；按动作部位分:胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸。混合呼吸:正常成人。腹式呼吸:婴儿、胸膜炎、胸腔积液。胸式呼吸:严重腹水、腹腔有巨大肿块、频率:成人:12～18次/分婴儿:60～70次/分妊娠、肥胖。（一）呼吸运动18呼吸过程：平静呼吸肺内压＞大气压，气体经呼吸道出肺胸廓容积缩小,肺被动缩小膈肌和肋间外肌舒张，肋骨和膈肌弹性回位缩小胸廓上下、前后、左右径肺内压＜大气压，气体经呼吸道入肺胸廓容积扩大，肺在胸膜腔负压作用下被动扩张(因肺无主动扩缩的组织结构)膈肌收缩使膈顶下移，增大胸廓的上下径肋间外肌收缩使肋骨上提,扩大胸廓前后、左右径吸气呼气1920（二）肺内压（intrapulmonarypressure）:肺内压是指肺泡内气体的压力。平静吸气初:肺内压大气压1～2mmHg→气入肺平静吸气末:肺内压=大气压──────→气流停平静呼气初:肺内压大气压1～2mmHg→气出肺平静呼气末:肺内压=大气压──────→气流停用力呼吸时:肺内压的升降变化有所增加。如：故意闭住声门而作剧烈呼吸运动。21（三）胸膜腔内压（intrapleuralpressure）（1）概念:胸内压是指胸膜腔内的压力。（2）测定方法:间接法:气囊测定食管内压以间接反映胸内压直接法:22（3）压力:平静吸气时:胸内压大气压=0.7～1.3kPa呼气时:胸内压大气压=0.4～0.7kPa特点:①平静呼吸时胸内压始终为负压；②用力呼吸时负压变动更大；③有时可为正压(如紧闭声门用力呼吸)。23（4）成因:前提条件:①有少量浆液的密闭腔；②肺和胸廓是弹性组织；③胸廓自然容积肺容积；④壁层胸膜紧贴于胸廓内壁,大气压对其影响极小。形成因素:两种方向相反作用力的代数和胸内压＝大气压－肺回缩力胸内压＝0－肺回缩力迫使脏层胸膜回位迫使脏层胸膜外移使肺扩张(肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力)肺回缩力(大气压)肺内压24(5)生理意义:肺通气与呼吸运动纽带；维持肺处于扩张状态；促进血液和淋巴液的回流(使腔静脉和胸导管扩张)。结论：胸膜腔内负压是脏层胸膜受到两个相反作用力相互抵消的代数和,经脏层胸膜间接反映在胸膜腔的压力。25呼吸运动产生的动力,在克服肺通气所遇到的阻力后,方能实现肺通气。阻力增高是临床肺通气障碍的常见原因。弹性阻力非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常态下可忽略不计二、肺通气阻力261.呼吸器官的弹性阻力:(1)肺的弹性阻力①度量法：=顺应性=(1/弹性阻力)顺应性：指在外力作用下弹性空腔器官变形的难易程度。顺应性大=易扩张=弹性阻力小顺应性小=不易扩张=弹性阻力大肺容积变化(△V)肺顺应性(CL)=───────=0.2L/cmH2O跨肺压变化(△P)‖肺内压与胸膜腔内压之差测得的肺顺应性（L/cmH2O）比顺应性=————————————————————功能余气量（L）因肺顺应性还受肺总量的影响，所以应测单位肺容量下的顺应性，即比顺应性。27②来源：肺的弹性阻力Ⅰ.肺泡表面张力离体肺在充气和充水时（扩张肺至相同容积），可见充气所需的压力＞充水。说明肺泡内液-气界面（表面张力）是否存在，与肺的弹性阻力有着密切关系。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。肺弹性组织回缩力:1/3肺泡表面张力:2/328肺泡表面活性物质与肺泡表面张力肺泡表面张力肺泡表面液体分子之间的吸引力P=2T/r表面活性物质：脂蛋白复合体（脂质中主要为二棕榈酰卵磷脂）防止肺泡萎陷，有利于肺扩张维持大小肺泡容积的稳定避免肺水肿的发生29表面活性物质来源：肺泡Ⅱ型细胞分泌，单分子层分布于肺泡液-气界面上，其密度随肺泡的张缩而改变。成分:二棕榈酰卵磷脂(DPL或DPPC)。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；Storyof30（2）胸廓的弹性阻力胸廓的弹性阻力则是由胸廓的弹性组织所形成。胸廓的弹性阻力的作用方向，则视胸廓扩大的程度而异:①胸廓处于自然位置时(肺容量≈67％)，不表现有弹性回缩力；②胸廓缩小时(肺容量＜67％)，胸廓的弹性回缩力向外=吸气的动力，呼气的阻力；③胸廓扩大时(肺容量＞67％)，胸廓的弹性回缩力向内=吸气的阻力，呼气的动力。肺容量变化(△P)胸廓顺应性＝────────=0.2L/cmH2O跨壁压(△P)31胸廓弹性阻力指胸廓的弹性回缩力，其方向随胸廓的位置而改变。当胸廓处于自然位置时（67%肺总量），其弹性阻力为零。当胸廓小于自然位置时，其弹性阻力向外。当胸廓大于自然位置时，其弹性阻力向内。32（3）影响弹性阻力的因素:①肺充血、肺不张、表面活性物质减少、肺纤维化和感染等原因→肺弹性阻力↑(肺顺应性↓)→吸气困难。②肺气肿时→肺弹性成分破坏→肺回缩力↓→肺弹性阻力↓(肺顺应性↑)→呼气困难。故肺顺应性加大并不一定表示肺通气功能好。③肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚、腹内占位病变等原因→弹性阻力↑(顺应性↓)→但引起通气障碍的情况较少。33惯性阻力粘滞阻力气道阻力:占80%-90%气体流速、气流形式、气体密度、管径2.非弹性阻力34气道阻力R(呼吸道阻力)=推动力(cmH2O)流量(L/s)呼吸道阻力影响因素气流流速气流形式管径大小交感神经使平滑肌舒张，管径变大，阻力降低；呼气时相反，气道口径变小，通气阻力增大。支气管哮喘病人：呼气比吸气更为困难35呼吸功在一次呼吸过程中呼吸肌为实现肺通气所做的功。克服肺和胸廓的弹性和非弹性阻力。用一次呼吸过程中的跨壁压变化×肺容积变化。36肺内气体的容积潮气量(TVtidalvolume)平静呼吸时每次吸入或呼出的气量补吸气量(IRVinspiratoryreservevolume)平静吸气末再尽力吸气，所能增加的吸入气量补呼气量(ERVexpiratoryreservevolume)平静呼气末再尽力呼气，能增加的呼出气量余气量(RVresidualvolume)最大呼气后，肺内仍残留不能呼出的气量肺容积三、肺通气能力的评价37是基本肺容积中两项或两项以上的组合气量.1深吸气量：从平静呼气末做最大吸气使所能吸入的气体量。（衡量肺最大通气潜力）=潮气量+补吸气量2功能余气量：平静呼气末尚存留于肺内的气体量。=补呼气量+余气量缓冲呼吸过程中肺泡气氧和二氧化碳分压的变化幅度。肺容量3838补吸气量补呼气量最大吸气最大呼气39尽力深吸气后，所能呼出的肺内气体总量肺活量=补吸气量+潮气量+补呼气量反映每次通气最大能力,个体差异大.用力肺活量（forcedvitalcapacity)：尽力深吸气后，尽力尽快呼气所呼出的最大气体量用力呼气量(forcedexpiratorycapacity，时间肺活量)在一次尽力吸气后，尽力、尽快呼气，在特定的时间段所呼出的气量。头三秒钟内所呼出的气量占肺活量的百分数,正常值为80%、96%、99%反映肺活量和通气速度,是评价肺通气功能好的动态指标肺总量(totallungcapacity)：肺最大扩张时所能容纳的最大气体量肺活量40FEV1用于鉴别限制型和阻塞型肺疾病41每分通气量(pulmonaryventilation)每分钟内吸入或呼出肺的气体总量每分通气量=潮气量呼吸频率成人：6-9L最大通气量（maximalvoluntaryventilation)尽力作深、快呼吸时，每分钟所能吸入或呼出的作大气体量。反映单位时间内充分发挥全部通气能力所能达到的通气量，是评估一个人能进行多大运动量的生理指标70-120升通气储备百分比（最大通气量－每分通气量）×100％最大通气量四、肺通气量一定时间内出入呼吸系统的气体量＞93%42无效腔(deadspace)从鼻到肺泡无气体交换功能的管腔解剖无效腔(anatomicaldeadspace)鼻到呼吸性细支气管这部分的呼吸道的容积。肺泡无效腔(deadspace)未能发生气体交换的肺泡容量。生理无效腔（physiologicaldeadspace)肺泡无效腔+解剖无效腔43肺泡通气量(Alveolarventilation)每分钟吸入肺泡，并能与血液进行有效气体交换的新鲜气体量（潮气量－无效腔气量）x呼吸频率为真正有效的通气量每分肺泡通气量=(潮气量—解剖无效腔容量)呼吸频率问题：深而慢的呼吸比浅而快的呼吸效率高44三种呼吸形式的比较呼吸形式每分通气量(ml/min)每分肺泡通气量(ml/min)平静呼吸500X12=6000(500-150)X12=4200浅快呼吸250X24=6000(250-150)X24=2400深慢呼吸1000X6=6000(1000-150)X6=510045第三节气体交换46一、气体交换原理气体交换（Gasexchange）肺换气（Pulmonaryexchange）肺泡与血液间气体交换组织换气（Tissueexchange）血液与组织细胞之间气体交换47气体交换的动力是分压差48D∝p▪T▪A▪Sd▪√MWD:气体扩散速率p:分压差T:温度A:气体扩散的截面积S:气体分子溶解度d:气体扩散的距离MW:气体分子量分压差×温度×气体溶解度×扩散面积扩散距离×√分子量扩散速率=CO2O251.52.144432扩散系数20：1气体扩散∵CO2的扩散系数是O2的20倍,在同等条件下，CO2的扩散速率是O2的20倍；但在肺中，由于肺泡气和V血间分压差的不同，CO2的扩散速率实际约为O2的2倍