醫(yī)學(xué)課件-呼吸--feng

1、第11章 呼 吸,第一節(jié) 肺 通 氣,第三節(jié) 氣體在血液中的運(yùn)輸,第四節(jié) 呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié),第二節(jié) 肺換氣和組織換氣,概 述呼吸：呼吸全過程：,機(jī)體與外界環(huán)境之間的氣體交換過程。,第一節(jié) 　肺 通 氣,一、肺通氣的原理（一）肺通氣的動(dòng)力,1.呼吸運(yùn)動(dòng) 型式: 按呼吸深度分:平靜呼吸和用力呼吸； 按動(dòng)作部位分: 混合呼吸:正常成人。 腹式呼吸:嬰兒、胸

2、膜炎、胸腔積液。 胸式呼吸:嚴(yán)重腹水、腹腔有巨大腫塊、頻率: 成人:12～18次/分 嬰兒:60～70次/分,呼吸肌收縮和舒張引起的胸廓有節(jié)律地?cái)U(kuò)大與縮小。包括吸氣運(yùn)動(dòng)和呼氣運(yùn)動(dòng)。,,,,呼吸運(yùn)動(dòng)過程平靜呼吸：,膈肌收縮使膈頂下移，增大胸廓的上下徑；肋間外肌收縮使肋骨上提,擴(kuò)大胸廓前后、左右徑,,胸廓容積擴(kuò)大，肺在胸膜腔內(nèi)壓作用下被動(dòng)擴(kuò)張,,肺內(nèi)壓＜大氣壓，氣體經(jīng)呼吸道入肺,,吸 氣,①平靜呼吸時(shí)，吸氣

3、是主動(dòng)的，呼氣是被動(dòng)的。②用力呼吸時(shí)，吸氣和呼氣都是主動(dòng)的。,2.肺內(nèi)壓,人工呼吸基本原理:使肺內(nèi)與外界大氣壓間產(chǎn)生壓力差，方法有多種。,3.胸膜腔內(nèi)壓測(cè)定方法: 間接法:氣囊測(cè)定食管內(nèi)壓以間接反映胸內(nèi)壓 直接法:,胸膜腔內(nèi)壓成因:,胸膜腔內(nèi)壓作用：　①使肺總是處于擴(kuò)張狀態(tài)而不至于萎縮，肺可以隨胸廓的擴(kuò)大而擴(kuò)張?！、谧饔糜谛厍粌?nèi)其他器官，如腔靜脈和胸導(dǎo)管等，有利于靜脈血和淋巴液的回流。,（二）肺通氣的阻力,非彈性阻力

4、,1.彈性阻力和順應(yīng)性:,,彈性阻力(R):彈性組織在外力作用下變形時(shí)，具有對(duì)抗變形的反作用力。 順應(yīng)性(C):在外力作用下，彈性組織的可變形性。同等大小外力作用下，彈性阻力的大時(shí)，順應(yīng)性小，變形程度就??；彈性阻力小時(shí)，順應(yīng)性大，變形程度就大。順應(yīng)性=(1/彈性阻力),3)肺彈性阻力的來源： 肺的彈性阻力,Ⅰ.肺泡表面張力,肺泡內(nèi)的液-氣界面，因界面層的液體分子受力不均勻，表現(xiàn)的內(nèi)聚力（表面張力）方向是向中心的→使肺泡縮小。,

5、根據(jù)Laplace定律，P（壓力）=2T（表面張力）/r,,Ⅱ.表面活性物質(zhì) ( DPL或DPPC )肺泡Ⅱ型細(xì)胞分泌作用： a.降低肺泡表面張力→降低吸氣阻力； b.減少肺泡內(nèi)液的生成→防肺水腫的發(fā)生 c.維持肺泡內(nèi)壓的穩(wěn)定性→防肺泡破裂或萎縮,,,臨床： ●成人肺炎、肺血栓等→表面活性物質(zhì)↓→肺不張。 ●6～7個(gè)月胎兒才開始分泌表面活性物質(zhì)，故早產(chǎn)兒可因缺乏表面活性物質(zhì)而發(fā)生肺不

6、張和新生兒肺透明膜病→呼吸窘迫綜合征。,吸 氣,肺泡表面積↑,DPL分散,降表面張力的作用↓,肺泡表面張力↑,肺泡回縮,防肺泡破裂,,,,,,,（2）胸廓的彈性阻力和順應(yīng)性,胸廓的彈性阻力：胸廓是一個(gè)雙向彈性體，其彈性回位力的方向視胸廓所處的位置而改變。,非彈性阻力,慣性阻力：氣流因發(fā)動(dòng)、變速、換向時(shí)，因氣流慣性所遇到的阻力。,粘滯阻力：呼吸時(shí)胸廓、肺等組織移位發(fā)生摩擦形成的阻力。10%~20%,呼吸道阻力：氣體通過呼吸道時(shí)，氣體分子間

7、及氣體分子與氣道管壁之間的摩擦力。80%~90%,2.非彈性阻力——?dú)獾雷枇?⑴氣道阻力特點(diǎn): ①只在呼吸運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生； 流速快→阻力大 ②與氣體流動(dòng)形式有關(guān)： 層流→阻力小 湍流→阻力大 ③與氣道半徑的4次方成反比： （R∝1／r4）,二、肺通氣功能的指標(biāo) (一)肺容積和肺容量

8、,1.肺容積,潮氣量（TV）： 呼吸時(shí)，每次吸入或呼出的氣體量。 補(bǔ)吸氣量（IRV）： 平靜吸氣末再盡力吸氣，所能增加的吸入氣體量。 補(bǔ)呼氣量（ERV）：平靜呼氣末再盡力呼氣， 所能增加的呼出氣體量。 殘氣量（RV）： 最大呼氣后，肺內(nèi)仍殘留不能呼出的氣體量。,2.肺容量:肺容積兩項(xiàng)或兩項(xiàng)以上聯(lián)合氣體量。,（1）深吸氣量（IC）：從平靜呼氣末作最大吸氣時(shí)所能吸入的氣體量。 （2）功能殘氣量（FRC）：

9、平靜呼氣末尚存留于肺內(nèi)的氣體量。2500ml,肺活量(VC)：盡力吸氣后，從肺內(nèi)所能呼出的最大氣體量。男性：3500ml 女性：2500ml　用力肺活量(FVC) ：一次最大吸氣后，盡力盡快呼氣所能呼出的最大氣體量。 用力呼氣量(FEV) ：用力吸氣后再用力并快速呼出的氣體量占肺活量的百分?jǐn)?shù)。,(3) 肺活量、用力肺活量和用力呼氣量,(4) 肺總量：肺活量＋殘氣量 男性：5000ml 女性：3500m

10、l,,(二) 肺通氣量和肺泡通氣量：⒈肺通氣量＝潮氣量×呼吸頻率(次/分) 6-9L 最大隨意通氣量=最大限度潮氣量×最快呼吸頻率(次/分) 150L 通氣貯量百分比= ——————————————————— 93%,2.肺泡通氣量：,生理無效腔:

11、 有通氣但不進(jìn)行氣體交換的區(qū)域。解剖無效腔： 從鼻到終末細(xì)支氣管是氣體進(jìn)出肺的通道，氣體在此處不能與血液進(jìn)行氣體交換。 0.15L肺泡無效腔： 未發(fā)生氣體交換的肺泡容積。,每分鐘吸入肺泡的新鮮空氣量，＝(潮氣量-無效腔量)×呼吸頻率。,第二節(jié)　肺換氣和組織換氣(一）氣體的擴(kuò)散 擴(kuò)散擴(kuò)散速率動(dòng)力：膜兩側(cè)的氣體分壓差。,一、基本原理,擴(kuò)散系數(shù),,(二）呼吸氣體和人體不同部位氣體的分壓,

12、1.呼吸氣和肺泡氣的成分和分壓,2.血液氣體和組織氣體的分壓 kPa(mmHg),二、肺換氣,換氣動(dòng)力：分壓差換氣方向： 分壓高→分壓低換氣結(jié)果： 肺Ｖ血 組織Ａ血 ↓ ↓ Ａ血 Ｖ血,(一）肺換氣過程,,,（二）影響肺換氣的主要因素,1.呼吸膜的厚度2.呼吸膜的面積,6層＜1μm厚：呼吸膜厚度↑→氣體交換↓,呼吸膜面積↓→氣體交換↓。,3.通氣/血流比值,V/Q=4.2/5

13、.0=0.84,幾點(diǎn)說明： ●VA/Q↑or↓→換氣效率↓→缺O(jiān)2和CO2潴留的癥狀;但以缺O(jiān)2為主，原因： ①∵A-V血間PO2＞PCO2 ∴功能性A-V短路時(shí)，A血PO2↓的程度＞V血PCO2↑； ②∵CO2 的擴(kuò)散系數(shù)是O2的20倍，CO2的擴(kuò)散速＞O2，∴不易出現(xiàn)CO2潴留的癥狀； ③∵A血PO2↓和PCO2↑時(shí)，可刺激呼吸，增加肺泡通氣量，有助于CO2的排出，而幾乎無助于O2的攝取（O2和CO2解離曲線的

14、特點(diǎn)所決定的）。,●整個(gè)肺臟的VA/Q=0.84,是衡量肺換氣功能的指標(biāo)；但因肺臟各局部的肺泡通氣量和血流量的不均性，故臨床上更應(yīng)測(cè)肺臟各局部的VA/Q：,,人體直立時(shí)肺局部的VA/Q 肺上區(qū) 肺下區(qū)VA（L/min）0.24 0.82 Q（L/min）0.07 1.29VA/Q 3.4 0.64,,,三、組織換氣,第三節(jié)　氣體在血液中的運(yùn)輸一、運(yùn)輸形式:（一）物理溶解:氣體

15、直接溶解于血漿中。 特征:①量??； ②溶解量與分壓呈正比： （二）化學(xué)結(jié)合:氣體與某些物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)結(jié)合。 特征:量大,主要運(yùn)輸形式。,二、氧的運(yùn)輸物理溶解：(1.5%)化學(xué)結(jié)合:(98.5%),,(一)Hb的分子結(jié)構(gòu),(二)Hb與O2結(jié)合的特征,1.反應(yīng)快、可逆、受PO2的影響、不需酶的催化；2.是氧合，非氧化,3.1分子Hb可與4分子O2

16、可逆結(jié)合 Hb+O2結(jié)合的最大量——氧容量 100ml血 Hb+O2結(jié)合的實(shí)際量——氧含量 氧含量?氧容量的%——氧飽和度,,,Hb的氧容量約為20.1ml/100ml動(dòng)脈血中氧含量約為19.4ml/100ml靜脈血中氧含量約為14.4ml/100ml,,,當(dāng)血液中去氧Hb含量達(dá)5g/100ml以，皮膚、粘膜呈藍(lán)紫色稱紫紺（一般是缺O(jiān)2的標(biāo)志）。,4. Hb

17、+O2的結(jié)合或解離曲線呈S形,,機(jī)制：與Hb 的變構(gòu)有關(guān)： 氧合Hb 為疏松型（R型） 去氧Hb 為緊密型（T型）R型的親O2力為T型的數(shù)百倍,即當(dāng)Hb某亞基與O2結(jié)合或解離后→Hb變構(gòu)→其他亞基的親O2力↑or↓→Hb4個(gè)亞基的協(xié)同效應(yīng)便呈現(xiàn)S形的氧離曲線特征。,（三）氧離曲線,表示氧分壓與血氧飽和度關(guān)系的曲線。,1.上段:坡度較平坦。 表明此時(shí)PO2變化大時(shí)，,血氧飽和度變化小。意義:保證低氧分壓時(shí)的高載

18、氧能力。,,2.中段: 坡度較陡。PO2降低能促進(jìn)大量氧離意義:維持正常時(shí)組織氧供。,,3.下段: 坡度更陡。 PO2稍有下降,血氧飽和度就急劇下降。 意義:維持活動(dòng)時(shí)組織氧供。,P50：Hb氧飽和度達(dá)到50%的PO2。,,（四）影響氧離曲線的因素,1. Pco2↑ PH↓　Pco2↑PH↓→氧離曲線右移　Pco2↓PH↑→氧離曲線左移,這種酸度對(duì)Hb與o2親和力的影響，稱為波爾效應(yīng)。　意義：①在肺臟促進(jìn)氧

19、合②在組織促進(jìn)氧離。,2.溫度,(1) T↑→H+的活度↑→ Hb與o2親和力↓→Hb釋放o2 →氧離曲線右移→氧離易 如：組織代謝↑→局部 T↑+CO2↑H+↑→曲線右移→氧離易 (2)T↓→H+的活度↓→Hb與o2親和力↑→Hb結(jié)合o2 →氧離曲線左移→氧離難 　　如：低溫麻醉時(shí)，應(yīng)防組織缺o2 　　　冬天，末梢循環(huán)↓+氧離難→局部紅、易凍傷,3. 2,3-DpG (1)高原缺氧→ R

20、BC無氧代謝↑ →DpG↑→氧離曲線右移→氧離易注：①這一效應(yīng)是機(jī)體對(duì)低o2適應(yīng)的重要機(jī)制； ②但此時(shí)肺泡Po2↓，RBC無氧代謝產(chǎn)生過多的DpG， 也防礙了在肺部的氧合，故是否對(duì)機(jī)體有利尚無定論。,,(2)大量輸入冷凍血→DpG↓→氧離曲線左移→氧離難 （∵冷凍血3周后，RBC無氧代謝停止，DpG↓） 　故：應(yīng)注意缺氧。,4. Pco↑ Pco↑→曲線左移→氧離難 ∵①co與Hb親和力 &

21、gt; o2與Hb親和力 250 倍； ②co與Hb的結(jié)合位點(diǎn)與o2相同； ③co與Hb的某亞基結(jié)合后，將增加其余三個(gè)亞基對(duì)o2的親和力。5. Hb本身的性質(zhì) Hb的Fe2+ →Fe3+ : Hb失去結(jié)合o2的能力（如亞硝酸鹽） 異常Hb：Hb的運(yùn)o2能力↓（如地中海貧血） 胎兒Hb：與o2親和力＞成人，這與胎兒所處的低氧環(huán)境是相適應(yīng)的。,三、CO2的運(yùn)輸 物理溶解： 5％ 化學(xué)結(jié)合：95％

22、⒈碳酸氫鹽 88％,碳酸氫鹽的形式,⒉氨基甲酰血紅蛋白 7％,HbO2與CO2結(jié)合形成氨基甲酰血紅蛋白的能力比去氧血紅蛋白小。當(dāng)動(dòng)脈血流經(jīng)組織時(shí)，HbO2釋放出O2，去氧血紅蛋白與CO2的結(jié)合能力強(qiáng)，結(jié)合CO2就多，可形成大量的氨基甲酰血紅蛋白。,HbNH2O2+H++CO2,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 延髓是呼吸基本中樞,腦橋是呼吸調(diào)整中樞。,,第五節(jié) 呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)

23、 一、呼吸中樞（一）脊髓 屬聯(lián)系高位腦和呼吸肌的中繼站和整合某些呼吸反射的初級(jí)中樞。在延髓與脊髓之間橫斷，呼吸立即停止，說明脊髓不能產(chǎn)生節(jié)律性活動(dòng)。（二）低位腦干包括延髓和腦橋。在中腦和腦橋之間橫斷，呼吸節(jié)律無明顯變化表明呼吸節(jié)律產(chǎn)生于低位腦干；在腦橋上、中部之間橫斷，呼吸變慢變深，如再切斷雙側(cè)迷走神經(jīng)，吸氣大大延長(zhǎng)，表明腦橋上部有抑制吸氣的中,樞結(jié)構(gòu)，即呼吸

24、調(diào)整中樞，中下部有長(zhǎng)吸中樞，也表明肺部迷走傳入沖動(dòng)有抑制吸氣的作用；在腦橋與延髓之間橫斷，呼吸節(jié)律基本保持，但呼吸不規(guī)則，表明延髓是產(chǎn)生基本呼吸節(jié)律的中樞（生命活動(dòng)的基本中樞）（三）高位腦 指腦橋以上的腦中樞（如大腦皮質(zhì)、邊緣系統(tǒng)、下丘腦等）也影響呼吸。其中，大腦皮質(zhì)一定限度內(nèi)可隨意控制呼吸運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)，以保證其它重要的呼吸相關(guān)活動(dòng)的完成。如說話、唱歌、咳嗽、吞咽、排便等。,三、呼吸的反射性調(diào)節(jié),呼吸的

25、反射性調(diào)節(jié)來自各種感受器傳入沖動(dòng)。重要的有以下幾種：（一）化學(xué)感受性反射1. 化學(xué)感受器（1）中樞化學(xué)感受器：位于延髓腹外側(cè)表層的對(duì)稱化學(xué)敏感區(qū)域。引起中樞化學(xué)感受器興奮的有效刺激是H+而不是CO2。（2）外周化學(xué)感受器：頸動(dòng)脈體和主動(dòng)脈體。當(dāng)血液中缺O(jiān)2、二氧化碳分壓和H+增高時(shí)其傳入的神經(jīng)沖動(dòng)增加。,中樞化學(xué)感受器,外周化學(xué)感受器,2. CO2、 H+和低O2對(duì)呼吸的影響CO2 ：血液中一定水平的CO2對(duì)維持呼吸和呼吸中樞

26、的興奮性是必需的，但血中PCO2增高或降低對(duì)呼吸有顯著影響。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)動(dòng)脈血中PCO2增高0.2kPa（1.5mmHg），便可使肺通氣容量增大一倍，加快CO2的排出，以維持血中的CO2含量的相對(duì)恒定。若PCO2降低0.2kPa（1.5mmHg），會(huì)引起呼吸暫停。H+ ：動(dòng)脈血中H+增加，呼吸加深加快；H+降低，呼吸受到抑制。因H+不易血腦屏障，所以血中H+對(duì)呼吸的調(diào)節(jié)主要是通過外周化學(xué)感受器實(shí)現(xiàn)的。,★CO2、H+和低O2對(duì)呼吸的調(diào)

27、節(jié) （1）CO2對(duì)呼吸的調(diào)節(jié) CO2是調(diào)節(jié)呼吸的最重要的生理性化學(xué)因素。 ↑1％時(shí)→呼吸開始加深；ＰCO2↑↑4％時(shí)→呼吸加深加快,肺通氣量↑1倍以上; ↑6％時(shí)→肺通氣量可增大6-7倍; ↑7％以上→呼吸減弱=CO2麻醉。,機(jī)制:,（2）H+對(duì)呼吸的調(diào)節(jié),[H+]↑→呼吸加強(qiáng) [H+]↓→呼吸抑制,（3）低氧對(duì)呼吸的調(diào)節(jié),缺氧對(duì)呼吸中樞的直接作用是抑制,并與缺氧

28、程度呈正相關(guān)；低O2興奮呼吸的作用，完全是通過外周化學(xué)感受器實(shí)現(xiàn)的?！≥p度缺氧時(shí) 表現(xiàn)為呼吸增強(qiáng)?！?yán)重缺氧時(shí) 呼吸減弱，甚至停止。,低O2:若PO2在一定范圍內(nèi)下降則可以引起呼吸增強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)證明動(dòng)脈血中PO2降到10.6kPa（80mmHg）以下時(shí)，呼吸深度和頻率都增加。這是通過血氧下降刺激外周化學(xué)感受器，引起呼吸中樞反射性興奮，導(dǎo)致呼吸加深加快。 低氧對(duì)呼吸的刺激作用完全通過外周化學(xué)感受器實(shí)現(xiàn)的。低氧對(duì)中樞是壓抑作

29、用，但可通過外周化學(xué)感受器對(duì)抗這種壓抑作用。但嚴(yán)重缺氧外周化學(xué)感受器的反射性活動(dòng)不足以克服缺氧對(duì)中樞的壓抑作用，最終導(dǎo)致呼吸障礙。,（二）肺牽張反射,概念：由肺擴(kuò)張或萎陷引起的呼吸反射性變化，稱為肺牽張反射或黑-伯反射。包括肺擴(kuò)張反射和肺萎陷反射。意義：阻止吸氣不致過長(zhǎng)過深或引起吸氣活動(dòng)。它與腦橋呼吸調(diào)整中樞共同調(diào)節(jié)著呼吸的頻率和深度。,（三）呼吸肌本體感受性反射,概念：由呼吸肌的肌梭和腱器官。意義：當(dāng)呼吸肌負(fù)荷增大，通過本體感受器

30、反射相應(yīng)加強(qiáng)呼吸肌的收縮力，克服通氣阻力實(shí)現(xiàn)有效肺通氣。,（四）防御性呼吸反射,概念：當(dāng)呼吸道粘膜受到機(jī)械或化學(xué)刺激時(shí)，引起保護(hù)作用的防御性反射。常見的防御性反射有：咳嗽反射、噴嚏反射。意義：清除刺激物，防止異物進(jìn)入肺泡。,吸氣活動(dòng)發(fā)生器和吸氣切斷機(jī)制模型,H+ CO2,,,,二、呼吸的反射性調(diào)節(jié),㈠　化學(xué)感受性呼吸反射,,中樞化學(xué)感受器—延髓腹外側(cè)淺表,外周化學(xué)感受器—頸動(dòng)脈體、主動(dòng)脈體,PO2 ?、PCO2?、 H+?,,H+

31、,,竇神經(jīng),主動(dòng)脈神經(jīng),,,延髓呼吸中樞,由圖中可見，當(dāng)只改變一個(gè)因素時(shí)（其他因素不變），三者引起的肺通氣反應(yīng)的程度基本接近。 然而，往往是一種因素的改變會(huì)引起其他一、兩種因素相繼改變或幾種因素的同時(shí)改變。,3.CO2、H+和O2在呼吸調(diào)節(jié)中的相互作用,由圖可見，當(dāng)一種因素改變而另兩種因素不加控制時(shí)，作用強(qiáng)度PCO2＞[H+]＞PO2。 表明三者的作用是相互影響的。,（二）肺牽張反射(黑-伯反射) 指肺擴(kuò)張或肺萎

32、陷引起的吸氣抑制或吸氣興奮的反射。包括肺擴(kuò)張、肺萎陷反射。 肺萎陷反射 肺萎陷較明顯時(shí)引起吸氣的反射。 在平靜呼吸調(diào)節(jié)中的意義不大，但對(duì)阻止呼氣過深和肺不張等可能起一定作用。,肺擴(kuò)張反射： 過程：肺擴(kuò)張→肺牽感器興奮→迷走N→延髓→興奮吸氣切斷機(jī)制N元→吸氣轉(zhuǎn)化為呼氣 。 意義: ①加速吸氣和呼氣的交替，使呼吸頻率增加 ②與呼吸調(diào)整中樞共同調(diào)節(jié)呼吸頻率和深度。 特征