生理学课件呼吸.ppt

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1、 呼吸呼吸(respiration)： 机体与外界环境机体与外界环境之间的气体交换过程。之间的气体交换过程。第五章第五章 呼呼 吸吸第五章第五章 呼呼 吸吸第一节第一节 肺通气肺通气第二节第二节 肺换气和组织换气肺换气和组织换气第三节第三节 气体在血液中的运输气体在血液中的运输第四节第四节 呼吸运动的调节呼吸运动的调节 第一节第一节 肺通气肺通气（pulmonary ventilation）（一）肺通气的动力（一）肺通气的动力直接动力：直接动力：肺内压与大气压之间的压力差肺内压与大气压之间的压力差原动力：原动力：呼吸运动呼吸运动 吸气肌收缩吸气肌收缩 胸廓扩大胸廓扩大 肺扩张肺扩张 肺内压肺内

2、压 大气压大气压 呼气呼气 吸气肌：吸气肌： 膈肌膈肌 肋间外肌肋间外肌 呼气肌：呼气肌： 肋间内肌肋间内肌 腹肌腹肌辅助呼吸肌：辅助呼吸肌： 斜角肌斜角肌 胸锁乳突肌胸锁乳突肌 胸肌胸肌 背肌背肌1.1.呼吸运动呼吸运动(respiratory movement)是指呼吸肌收缩、舒张造成的胸廓扩大和缩小。是指呼吸肌收缩、舒张造成的胸廓扩大和缩小。呼吸肌呼吸肌（1 1）呼吸运动的过程）呼吸运动的过程 1 1）平静呼吸时）平静呼吸时 吸气运动吸气运动（主动过程）（主动过程） 膈肌和肋间外肌收缩膈肌和肋间外肌收缩膈顶下降、肋骨和胸膈顶下降、肋骨和胸骨上举、肋骨下缘外翻骨上举、肋骨下缘外翻胸腔上下径

3、、前后径、左胸腔上下径、前后径、左右径右径胸腔容量胸腔容量肺被动扩张肺被动扩张肺容积肺容积肺肺内压内压 大气压大气压外界气体进入肺泡。外界气体进入肺泡。呼气运动呼气运动（被动过程）（被动过程） 膈肌、肋间外肌舒张膈肌、肋间外肌舒张膈顶上升、肋骨和胸骨膈顶上升、肋骨和胸骨复位复位胸廓回位胸廓回位胸腔容积胸腔容积肺弹性回缩肺弹性回缩肺容肺容积积肺内压肺内压并大于大气压并大于大气压气体由肺排出。气体由肺排出。2 2）用力呼吸用力呼吸 用力吸气时，用力吸气时，辅助吸气肌辅助吸气肌也参加，胸廓容也参加，胸廓容积进一步扩大。积进一步扩大。 用力呼气时，用力呼气时，除吸气肌舒张外，呼气肌也除吸气肌舒张外，呼

4、气肌也参加（参加（肋间内肌肋间内肌+ +腹肌收缩腹肌收缩），胸廓容积进一步），胸廓容积进一步缩小。缩小。 特点：吸气和呼气都是主动运动。特点：吸气和呼气都是主动运动。腹式呼吸和胸式呼吸腹式呼吸和胸式呼吸 腹式呼吸：膈肌活动为主腹式呼吸：膈肌活动为主 胸式呼吸：肋间外肌活动为主胸式呼吸：肋间外肌活动为主平静呼吸和用力呼吸平静呼吸和用力呼吸(2)(2)呼吸呼吸运动的形式运动的形式2.2.肺内压肺内压(intrapulmonary pressure) 是指肺泡内的压力。是指肺泡内的压力。 吸气吸气胸廓扩大胸廓扩大肺扩张肺扩张肺容积肺容积肺内压肺内压气体入肺气体入肺肺内压渐增肺内压渐增肺内压肺内压=

5、=大气大气压压吸气停止吸气停止 呼气呼气吸气肌舒张吸气肌舒张胸廓、肺回位胸廓、肺回位肺容积肺容积肺内压肺内压气体出肺气体出肺肺内压渐减肺内压渐减肺肺内压内压= =大气压大气压呼气停止呼气停止 吸气初：肺内压吸气初：肺内压 大气压大气压 呼气开始呼气开始 呼气末：肺内压呼气末：肺内压 = = 大气压大气压 呼气停止呼气停止3.3.胸膜腔内压胸膜腔内压 (intrapleural pressure)测量：直接法测量：直接法 间接法间接法 平静呼吸时，胸膜平静呼吸时，胸膜腔内压始终低于大气腔内压始终低于大气压，即为负值。压，即为负值。概念：概念：胸膜腔内的压力。胸膜腔内的压力。 胸膜腔内负压的形成胸

6、膜腔内负压的形成 前提条件前提条件: : 有少量浆液的密闭腔；有少量浆液的密闭腔； 肺和胸廓是弹性组织；肺和胸廓是弹性组织； 胸廓自然容积胸廓自然容积 肺自然容积；肺自然容积； 壁层胸膜紧贴于胸廓内壁壁层胸膜紧贴于胸廓内壁, , 大气压对其影响极小。大气压对其影响极小。胸内压胸内压= =肺内压肺内压 肺回缩压肺回缩压 =大气压大气压 肺回缩压肺回缩压 = 肺回缩压肺回缩压 呼气末呼气末:(-5-3mmHg) 吸气末吸气末:(-10-5mmHg)胸内负压的作用：胸内负压的作用：维持肺泡扩张维持肺泡扩张状态，使肺随状态，使肺随胸廓运动而运胸廓运动而运动。动。利于静脉血及利于静脉血及组织液回流组织液

7、回流小结：小结： 呼吸运动（原动力）呼吸运动（原动力） 胸膜腔的存在胸膜腔的存在肺随肺随 胸廓张缩而张缩胸廓张缩而张缩 建立肺内压与大气压之建立肺内压与大气压之间的压力差（直接动力）间的压力差（直接动力） 肺通气肺通气弹性阻力弹性阻力（70%，静态阻力）：，静态阻力）：肺、胸廓肺、胸廓非弹性阻力非弹性阻力（30%，动态阻力）：，动态阻力）：气道阻力、惯性阻力、粘滞阻力气道阻力、惯性阻力、粘滞阻力1.1.弹性阻力弹性阻力（R）和顺应性（）和顺应性（C）弹性阻力：弹性阻力：物体对抗外力作用引起变形的力。物体对抗外力作用引起变形的力。顺顺 应应 性：性：弹性组织在外力作用下的可扩展性。弹性组织在外力

8、作用下的可扩展性。 CV/P 顺应性与弹性阻力成反变关系：顺应性与弹性阻力成反变关系：C=1R肺顺应性（肺顺应性（C CL L）肺容积的变化（肺容积的变化（V V）跨肺压的变化（跨肺压的变化（P P）（1 1）肺的）肺的弹性阻力和顺应性弹性阻力和顺应性 肺弹性阻力的来源肺弹性阻力的来源 肺本身的弹性回缩力肺本身的弹性回缩力 ( (弹性纤维及胶原纤维弹性纤维及胶原纤维) ) 占占1/31/3 肺扩张肺扩张肺弹性纤维，胶原纤维被牵肺弹性纤维，胶原纤维被牵拉拉肺的弹性回缩力肺的弹性回缩力弹性阻力弹性阻力肺顺肺顺应性应性 液气界面表面张力液气界面表面张力 占占2/32/3 根据根据LaplaceLap

9、lace定律定律: P(N/m: P(N/m2 2) ) 肺泡液肺泡液- -气界面的压强气界面的压强(P):(P):与表面张力系数与表面张力系数(T)(T)成成正比与肺泡半径正比与肺泡半径(r)(r)成反比。成反比。2T(N/m)2T(N/m)r(m)r(m) 液气界面表面张力的作用液气界面表面张力的作用 表面活性物质表面活性物质(pulmonary surfactant) 由肺泡由肺泡型细胞产生，主要成分是型细胞产生，主要成分是二棕榈酰卵磷二棕榈酰卵磷脂（脂（DPPC）和和表面活性物质结合蛋白（表面活性物质结合蛋白（SP）。作。作用用降低表面张力。降低表面张力。（吸）（吸） 气气肺泡表面积肺

10、泡表面积DPPCDPPC（分散）（分散）降表面张力的作用降表面张力的作用肺泡表面张力肺泡表面张力肺泡（回缩）肺泡（回缩）防肺泡（破裂）防肺泡（破裂）( (萎陷萎陷) )( (呼呼) )( () )( (密集密集) )( () )( () )( (扩张扩张) )临床临床： 成人肺炎、肺血成人肺炎、肺血栓等栓等表面活性物质表面活性物质肺不张。肺不张。 6 67 7个月胎儿才个月胎儿才开始分泌表面活性物质，开始分泌表面活性物质，故早产儿可因缺乏表面故早产儿可因缺乏表面活性物质而发生肺不张活性物质而发生肺不张和新生儿肺透明膜病和新生儿肺透明膜病呼吸窘迫综合征。呼吸窘迫综合征。肺泡表面活性物质作用：肺泡

11、表面活性物质作用： 降低肺泡液气界面表面张力降低肺泡液气界面表面张力 生理意义生理意义: : 维持大小肺泡容积稳定维持大小肺泡容积稳定 ( (小肺泡小肺泡DPPC密密度大，度大，降降T较较大大) ) 减小肺间质和肺内的组织液生成，减小肺间质和肺内的组织液生成， 防止肺水肿的发生。防止肺水肿的发生。 降低吸气阻力，减少吸气做功。降低吸气阻力，减少吸气做功。 （2 2）胸廓的弹性阻力和顺应性）胸廓的弹性阻力和顺应性 肺容量肺容量 = 67%= 67%肺总量时肺总量时 不表现出弹性阻力不表现出弹性阻力 肺容量肺容量 67% 67% 67%肺总量时肺总量时 弹性阻力向内弹性阻力向内呼气动呼气动 力；吸

12、气阻力力；吸气阻力 肥胖、胸廓畸形肥胖、胸廓畸形 胸膜增厚胸膜增厚 胸廓顺应性胸廓顺应性 腹内占位病变腹内占位病变2 2）胸廓顺应性）胸廓顺应性 CchwV V（胸腔容积）（胸腔容积）P P（跨胸壁压）（跨胸壁压）（3）肺和胸廓的总弹性阻力和顺应性）肺和胸廓的总弹性阻力和顺应性1CLchw=+11CLCchw2.2.非弹性阻力非弹性阻力惯性阻力惯性阻力粘滞阻力粘滞阻力气道阻力气道阻力（8090%）气道阻力气道阻力 流速快、湍流、管径小流速快、湍流、管径小 气道阻力大气道阻力大 流速慢、层流、管径大流速慢、层流、管径大 气道阻力小气道阻力小 影响气道管径的主要因素影响气道管径的主要因素（1 1）

13、跨壁压）跨壁压 （2 2）肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用）肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用 （3 3）自主神经对气道平滑肌舒缩活动的调节）自主神经对气道平滑肌舒缩活动的调节 （4 4）化学因素的影响）化学因素的影响 二、肺通气功能的评价二、肺通气功能的评价（一）肺容积和肺容量（一）肺容积和肺容量（1 1）潮气量潮气量 （tidal volume， TV） 400600ml（2 2） 补吸气量补吸气量 （inspiratory reserve volume， IRV） 15002000ml（3 3） 补呼气量补呼气量（ expiratory reserve volume ，ERV） 900

14、1200ml（4 4） 余气量余气量（residual volume， RV） 10001500ml 1.1.肺容积肺容积pulmonary volume2.2.肺容量肺容量(pulmonary capacity)尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气体量。尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气体量。 男性均约男性均约3500ml，女性均约，女性均约2500ml意义：意义：反映肺一次通气的最大能力反映肺一次通气的最大能力(1)(1)深吸气量深吸气量（inspiratory capacity ， IC）(2)(2)功能余气量功能余气量（functional residual capacity， FRC）

15、(3)(3)肺活量肺活量（vital capacity ， VC） 用力肺活量用力肺活量（forced vital capacity ， FVC） 一次最大吸气后，尽力尽快呼气所能呼出的最大一次最大吸气后，尽力尽快呼气所能呼出的最大气体量。气体量。用力呼气量（用力呼气量（forced expiratory volume，FEV） 一次最大吸气后，尽力尽快呼气，第一次最大吸气后，尽力尽快呼气，第1、2、3秒末呼出气量。秒末呼出气量。 FEV/FVC 100%(4)(4)肺总量（肺总量（total lung capacity，TLC） 肺所能容纳的最大气体量。肺所能容纳的最大气体量。（二）肺通气量

16、和肺泡通气量（二）肺通气量和肺泡通气量 1.1.肺通气量肺通气量(pulmonary ventilation) 每分钟吸入或呼出的气体总量，每分钟吸入或呼出的气体总量，69L 。 最大随意通气量最大随意通气量 ：在尽力作深、快呼吸时，每分：在尽力作深、快呼吸时，每分钟所能吸入或呼出的最大气体量。钟所能吸入或呼出的最大气体量。150L反映通气的贮备能力，正常值应反映通气的贮备能力，正常值应93% 。 通气储量通气储量百分比百分比 最大通气量每分平静通气量最大通气量每分平静通气量最大通气量最大通气量 1002 2、无效腔和肺泡通气量、无效腔和肺泡通气量 解剖无效腔解剖无效腔 肺泡无效腔生理无效腔肺泡无效腔生理无效腔 肺泡通气量肺泡通气量 ：每分钟吸入肺泡的新鲜空气量。：每分钟吸入肺泡的新鲜空气量。 =（潮气量（潮气量 无效腔气量）无效腔气量） 呼吸频率呼吸频率 不同呼吸频率和潮气量时的肺通气量和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深慢呼吸利于气体交换深慢呼吸利于气体交换 呼吸频率呼吸频率 潮气量潮气量 肺通气量肺通气量 肺泡通气量肺泡通气量（次（次/min） （ml） （