第五章  呼 吸
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第五章 呼 吸. 呼吸:机体与外界环境之间 的气体交换过程。. 呼吸的过程:包括三个环节. 2 气体在血液中的运输. 1 外呼吸(肺通气 + 肺换气). 3 内呼吸(组织换气). 3. 1. 2. 第一节 肺通气. 定义 : 肺与外界环境之间的气体交换过程 。. 一、呼吸道的结构特征和机能. 以环状软骨下缘为界,分为: 上呼吸道 : 下呼吸道 : 机能 : 通气、 湿润、加温 清洁、保护. 呼吸道口径的调节:

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第五章 呼 吸

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第五章 呼 吸

呼吸:机体与外界环境之间

的气体交换过程。


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呼吸的过程:包括三个环节

2 气体在血液中的运输

1 外呼吸(肺通气+ 肺换气)

3 内呼吸(组织换气)

3

1

2


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第一节 肺通气

定义: 肺与外界环境之间的气体交换过程。


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一、呼吸道的结构特征和机能

以环状软骨下缘为界,分为:

上呼吸道:

下呼吸道:

机能:通气、

湿润、加温

清洁、保护


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呼吸道口径的调节:

迷走神经(Ach)+M受体  平滑肌收缩

气道阻力↑

交感神经(NE) + β2受体  平滑肌舒张

         气道阻力↓

体液因素:

如组织胺、5-羟色胺、缓激肽等,可引起呼吸道平滑肌的强烈收缩。


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二、肺泡的结构和机能

肺泡是肺的基本结构和功能单位。

肺泡上皮细胞分为:

Ⅰ 型细胞(扁平细胞) 95%

Ⅱ 型细胞(分泌上皮细胞)5%

肺泡隔:使肺泡具有一定的弹性,维持肺

泡的稳定开放具有重要意义。


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呼吸膜:肺泡气体与肺毛细血管之间进行 气体交换所通过的组织结构。

在电镜下自肺泡表面向外依次为:

  • 肺泡表面活性物质层

  • 肺泡上皮细胞层

  • 肺泡上皮基底膜

  • 间隙

  • 毛细血管基膜

  • 毛细血管内皮层


Dpl dppc

肺泡表面活性物质

由肺泡Ⅱ型细胞分

泌的一种脂蛋白混

合物

主要成分是

二棕榈酰卵磷脂(DPL)

或称二软脂酰卵磷脂

(DPPC)

具有降低肺泡表面张

力的作用


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肺泡表面活性物质降低肺泡表面张力的作用

吸气

呼气

肺泡表面积↑

肺泡表面积↓

DPPC密度↓

DPPC密度↑

降低表面张力作用↓

降低表面张力作用↑

肺泡回缩力↑

肺泡回缩力↓

避免肺泡胀破

避免肺泡塌陷

结果


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其降低肺泡表面张力的生理意义在于:

(1)维持肺泡容积的相对稳定;

(2)防止液体在肺泡积聚;

(3)降低吸气阻力,减少吸气作功。

肺泡表面活性物质缺乏将出现:

肺泡的表面张力增加 ,

大肺泡破裂小肺泡萎缩,

新生儿呼吸窘迫综合征等病变。


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三、肺通气动力

直接动力:肺泡内压力与大气压力之差

肺通气原动力: 呼吸运动

(一)呼吸运动:

吸气肌:膈肌: 上、下径 腹式呼吸

肋间外肌: 前、后,左、右径

胸式呼吸

呼气肌:肋间内肌、腹肌

吸气辅助肌:斜角肌和胸锁乳突肌


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(三)呼吸过程

1.平静呼吸

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,扩大胸廓前后径和左右径

胸廓容积扩大,肺在胸膜腔负压作用下被动扩张

肺内压<大气压,

气体经呼吸道入肺

吸 气


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膈肌和肋间外肌舒张,

肋骨和膈肌弹性回位,

缩小胸廓上下径、前后径和左右径

胸廓容积缩小,

肺被动缩小

肺内压>大气压,

气体经呼吸道出肺

呼 气


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呼吸运动:

类别 吸气过程的变化 呼气过程的变化

平静呼吸 膈肌和肋间外肌收缩 膈肌和肋间外肌舒张

          ↓         ↓

胸廓和肺的容积扩大 胸廓和肺的容积缩小

    ↓         ↓

肺内气压低于大气压 肺内气压高于大气压

↓         ↓

空气进入肺泡 气体流出肺泡

(主动) (被动)

用力呼吸 除同上外,吸气辅助肌如 除同上外,腹壁肌、

胸锁乳突肌、斜角肌等参 肋间内肌也参与收缩。

与收缩。

(主动) (主动)


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(二)肺内压肺内压:是指气道和肺泡内的压力。

肺泡与大气之间存在的压力差,使气体能进出肺泡

  • 吸气初:肺内压 < 大气压 吸气开始

    (1~2mmHg)

  • 吸气末:肺内压 = 大气压 吸气停止

  • 呼气初:肺内压 > 大气压 呼气开始

    (1~2mmHg)

  • 呼气末:肺内压 = 大气压 呼气停止


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(三)胸膜腔内压

指胸膜腔内的压力。

1.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:水检压计法


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2.胸内压成因

  • 以胸膜腔密闭且含浆液为条件

  • 胸廓生长>肺生长

  • 胸廓容积>肺容积

  • 胸廓将肺拉大

  • 肺回缩 胸内负压

肺回缩

肺内压


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  • 胸内压=肺内压 - 肺回缩力

    =大气压 - 肺回缩力

    = - 肺回缩力

  • 呼气末:-3 ~ -5

    (mmHg)

  • 吸气末:-5 ~ -10

    (mmHg)

  • 用力吸气:-30 ~ -80

    (mmHg)

  • 用力呼气:110 mmHg


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3.胸内压作用:

①维持肺泡和小气道扩张状态,使肺随胸廓运动而运动。

② 利于静脉血及淋巴回流


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四、肺通气的阻力

弹性阻力

胸廓弹性阻力:与胸廓所处的位置有关

肺泡表面张力:占2/3

肺通气阻力

肺弹性阻力

肺弹性回缩力: 占1/3

非弹性阻力

气道阻力:与气体流动形式及气道半径有关

粘滞阻力

常态下可忽略不计

惯性阻力


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五、肺容积和肺容量(一)肺容积

①潮气量:平静呼吸时,每次吸入或呼出的气量,

约400~600毫升左右。

②补吸气量:平静吸气后再尽力吸入的气量,

约1500~2000毫升。

③补呼气量:平静呼气后再尽力呼入的气量,

约900~1200毫升。

④残气量:最大呼气末存留在肺内不能再呼出

的气量,约1000~1500毫升。


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(二)肺容量 是肺容积中两项或两项以上的联合气量

①深吸气量:从平静呼气末做最大吸气时所能吸

入的气量,等于补吸气量加潮气量之和。

②功能残气量:平静呼气末存留在肺内的气量,

约2500毫升。

③肺活量:用力吸气后再用力呼气所能呼出的气

量。它是补吸气量、潮气量和补呼气

量三者之和。

意义:反映肺一次通气的最大能力


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肺容量的组成及其关系

最大吸气

补吸气量

补呼气量

最大呼气


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④时间肺活量:

是指最大吸气后,用力尽快呼气,计算头3秒钟呼出气量占肺活量的百分数。

正常成年人头3秒分别为83%、96%、99%的肺活量。它不仅反映一次呼吸的最大通气量,而且能反映呼吸时所遇阻力的变化,是评价肺通气功能的较好指标。


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时间肺活量


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六、肺通气量(一)每分通气量

是指每分钟进或出肺的气体总量。

每分通气量=潮气量×呼吸频率

正常成人安静时,呼吸频率为12~18次/分,

每分通气量约为6~8升。


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肺泡通气量:

定义:每分钟进入肺泡或由

肺泡呼出的气量。

=(潮气量-无效腔气量)

×呼吸频率

(二)无效腔和肺泡通气量

生理无效腔=解剖无效腔+肺泡无效腔


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肺通气量和肺泡通气量

呼吸频率 潮气量 肺通气量 肺泡通气量

(次/min) (L) (L/min) (L/min)

16 0.5 8.0 5.6

8 1.0 8.0 6.8

32 0.25 8.0 3.2

  • 深而慢的呼吸利于气体交换


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=

第二节 呼吸气体的交换

一、气体交换的原理

原理:扩散。

动力:膜两侧的气体分压差。

扩散速率(D)

分压差×温度×气体溶解度×扩散面积

扩散距离×√分子量

气体的溶解度/分子量的平方根之比为扩散系数,

取决于气体分子本身的特性。 CO2的扩散系数是O2的21倍。


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二、肺泡气体交换与组织气体交换

换气动力:分压差 换气方向:分压高→分压

(一)肺泡气、静脉血、动脉血及组织的分压


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血液与组织细胞之间的气体交换过程。

PO2=30mmHg

PCO2=50mmHg

PCO2=40mmHg

PO2=100mmHg


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(二)肺泡气体交换过程

换气结果:

肺 组织

(毛细血管)(毛细血管)

V血A血

↓ ↓

A血V血


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(三)影响肺泡气体交换的因素

1.呼吸膜的面积:(60-100m2)

安静状态时仅有40m2参与气体交换

呼吸膜面积↓→气体交换↓

病变:肺气肿、肺不张、肺叶切除

2.呼吸膜的厚度:(<1μm)

呼吸膜厚度↑→ 通透性 ↓→气体交换↓

病变:肺纤维化、尘肺、肺水肿

特别在运动时,气体交换时间↓,

耗氧量 ↑ 肺血流速 ↑呼吸膜厚度↑→气体交换↓↓ 。


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3.通气/血流比值

通气/血流比值=肺泡通气量(VA)/肺血流量(Q)

=4.2L/min /5.0L/min =0.84

VA/Q↓≈肺通气↓→增大功能性A-V短路→换气

效率↓(如哮喘、肺气肿、支气管栓塞)

VA/Q↑≈肺血流↓→增大生理无效腔→换气效↓

(如心衰、肺动脉栓塞)


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通气/血流比值

V/Q减小

正常

V/Q增大

V/Q减小


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●整个肺脏的VA/Q=0.84,是衡量肺换气功能的指标;但因肺脏各局部的肺泡通气量和血流量的不均性,故临床上更应测肺脏各局部的VA/Q:

人体直立时肺局部的VA/Q

肺上区 肺下区

VA(L/min)0.24 0.82

Q(L/min)0.07 1.29

VA/Q 3.4 0.64


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第三节气体在血液中的运输

一、气体在血液中的存在形式:

(一)物理溶解:气体直接溶解于血浆中(1.5%) 。

特征:①量小,起桥梁作用;

②溶解量与分压呈正比

(二)化学结合:气体与血红蛋白等物质进行化学

结合(98.5%)。

特征:量大,主要运输形式。

动态平衡

物理溶解 化学结合


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当表浅毛细血管床血液中去氧Hb达5g/100ml以上,呈蓝紫色称紫绀(一般是缺O2的标志)。

当一氧化碳(CO)+ Hb→ HbCO 呈樱桃红,

严重缺氧而不出现紫绀。

(一)血红蛋白与O2的可逆结合

PO2↑(氧合)

HbO2

Hb + O2

(鲜红色)

紫蓝色

PO2↓(氧离)


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二、CO2的运输

(一)物理溶解: 5%

(二)化学结合:95%

⒈HCO3-的形式:88%

反应过程:

(组织)

碳酸酐酶

CO2+H2O

H2CO3

HCO3-+H+

(肺)


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⒉氨基甲酸血红蛋白的形式:7%

(1)反应过程:

(2)反应特征:

HbNH2+CO2

HbNHCOO-+H+

①反应迅速且可逆,无需酶催化;

②CO2与Hb的结合较为松散;

③虽不是主要运输形式,却是高效率运

输形式,因肺部排出的CO2有17.5%是

此释放的。

④带满O2的Hb仍可带CO2。


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第四节 呼吸运动的调节

正常呼吸运动是在各级中枢相互配合共同调节下进行的,当受到各种因素影响时,可反射性地引起呼吸频率和深度的变化,改变肺的通气量以适应机体代谢的需要。


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一、呼吸中枢与呼吸节律的形成

呼吸中枢:指中枢神经系统内产生呼 吸节律和调节呼吸运动的神经细胞群。

分布在大脑皮层、间脑、脑桥、延髓和脊髓等部位。


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  • (一)呼吸中枢

  • 1.脊髓:

  • 第3~5颈段(支配膈肌)和胸段(支配肋间肌和腹肌)脊髓前角运动神经元。

  • 初级中枢

  • 2.低位脑干

  • 1)延髓:是呼吸节律起源的关键部位。

  • 产生呼吸节律的基本中枢

  • 2)脑桥:脑桥呼吸N元的作用为限制吸

  • 气,促使吸气向呼气转换。

  • 呼吸调整中枢。


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  • 3.大脑皮层:

  • 呼吸运动在一定范围内可随意进行,并能按自身主观意志,在一定限度内停止呼吸或用力加快呼吸,都是在大脑皮层严密控制和协调下完成的。

  • 随意调节呼吸运动


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(二)呼吸节律的形成:

目前有起步细胞学说和神经元网络学说两种。

1.起步细胞学说认为:延髓内有与窦房结起

搏细胞相类似的具有起搏样活动的呼吸神

经元,产生呼吸节律。

2.神经元网络学说认为:延髓有一呼吸发生

器作用的神经元,引起吸气神经元呈渐增

性放电,产生吸气,延髓中还有一些起着

吸气切断机制作用的神经元,当其活动增

强达到一定阈值时,使吸气活动终止(切

断吸气)转为呼气。

这两种学说中,何种为主导作用尚无定论。


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二、呼吸运动的反射性调节

(一)肺牵张反射(黑-白反射)

定义:

指肺扩张或肺缩小萎陷引起的吸气抑制

或兴奋的反射。

包括肺扩张、肺萎陷反射。


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1.肺扩张反射

肺扩张→支气管、细支气管牵张感受器兴奋↑ →迷走神经传入冲动↑ →呼吸中枢(兴奋吸气切断机制) →传出神经→吸气停止转为呼气。

意义:阻止吸气过长,加速吸气和呼气交替

2.肺萎缩反射

肺缩小→支气管、细支气管牵张感受器兴奋↓→迷走神经传入冲动↓→呼吸中枢(兴奋吸气)→传出神经→由呼气转入吸气


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(二)化学感受性呼吸反射

1.外周化学感受器

颈动脉体、主动脉体

适宜刺激:(血液中)

PO2↓、Pco2↑、[H+]↑

高度敏感

(对O2含量↓不敏感)。


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2.中枢化学感受器

位于延髓腹外侧表面

适宜刺激:

1)对脑脊液中的H+

高度敏感,

2)不感受缺O2的刺激。

3)血液中的CO2易透过

血-脑屏障进入脑脊

液,与H2O结合生成

H2CO3,解离出H+而发

挥刺激作用。血液中H+

则不易透过血-脑屏

障。


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CO2透过血-脑屏障


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(1)CO2对呼吸的调节:

CO2是呼吸中最重要的生理性刺激因素。

当吸入气中CO2稍有增加,即可刺激呼吸,使呼吸加强。

吸入气中CO2浓度超过7%,通气量不能再相应增加,这时高浓度的CO2可引起头昏、头痛、甚至昏迷。

如CO2高达15%以上时,就会丧失意识,出现肌肉强直和震颤,称为CO2麻醉。

如进行过度通气,使动脉血中CO2分压降低,使呼吸中枢的兴奋减弱,会出现呼吸运动减弱或暂停。


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PCO2调节呼吸的两条途径:

(>0.4KPa)

(>1.33KPa)

(主要途径)

(次要途径)


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(2)缺O2对呼吸的调节:

  • 缺O2 → 颈动脉体、主动脉体 +

    ━ 延髓呼吸中枢 +

  • 轻度缺O2时,外周化学感受器兴奋,传入冲动增加,促使呼吸中枢兴奋而加强呼吸。

  • 严重缺O2时,外周化学感受器的传入冲动不足以对抗缺O2对呼吸中枢的直接抑制状态,导致呼吸减弱,停止。

直接

作用

间接作用


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(3)[H+] 对呼吸的调节:

不易

(次要途径)

(主要途径)


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(三)防御性呼吸反射

1.咳嗽反射

咳嗽反射的感受器存在于喉、气管和支气管粘膜中。大支气管以上部位对机械刺激比较敏感,二级支气管以下部位对化学刺激比较敏感。传入纤维在迷走神经中上行进入延髓。作用是清理气道。

2.喷嚏反射

喷嚏反射是鼻粘膜受刺激引起的防御性反射。传入神经为三叉神经,反射动作与咳嗽类似,气体主要从鼻腔急速喷出,以清除鼻腔中的刺激物。


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四、周期性呼吸

周期性呼吸(periodic breathing)是异常的呼吸形式,表现为呼吸加强与减弱减慢交替出现。

(一)陈-施呼吸(Cheyne-Stokes breathing)

特点:呼吸渐增强增快又渐减弱减慢,与呼吸暂停交替出现,每个周期约45s~3min。

临床:在缺氧、睡眠、脑干损伤等情况下可出现。


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(二)比奥呼吸(Biot breathing)

特点:一次或多次强呼吸后,继以较长时间的呼

吸暂停,之后又再次出现这样的呼吸。

临床:出现于脑损伤、脑脊液压力升高、脑膜炎等疾病。常是死亡前出现的危急症状。


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第六章 消化和吸收

1.消化道平滑肌有哪些一般生理特性?

2.简述胃肠道的神经支配。

3.胃液中有哪些主要成分?它们有何生理作用?

4.试述消化期胃液分泌的分期及其特点。

5.引起胃液分泌的内源性物质有哪些?

6.抑制胃液分泌的主要因素有哪些?

7.简述胃的运动形式及其调节。

8.试述胃排空及其机制。

9.胰液和胆汁的主要成分和主要作用如何?

10.胰液和胆汁的分泌是如何调节的?

11.小肠有哪些主要运动形式?

12.何谓吸收?试述吸收的主要部位。

13.糖、蛋白质、脂肪在小肠内是如何吸收的?


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第七章体 温

1.何谓体温?其正常值如何?

影响体温的因素有哪些?

2.影响能量代谢的主要因素有哪些?

3.何谓基础代谢、基础代谢率?

4.机体的主要产热器官是哪些?

产热的调节反应如何?

5.简述机体的散热方式及散热的调节反应。

6.试述温度感受器的分布,及体温调节中枢。

7.何谓行为性体温调节、自主性体温调节?


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