呼吸-气体交换.pptx
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1、第四章第四章 呼呼 吸吸Respiration三、呼吸气体的交换及运输三、呼吸气体的交换及运输二、肺通气二、肺通气一、概一、概 述述第一页,共六十六页。本章重点:本章重点:1、外表活性物质的功能是什么?、外表活性物质的功能是什么?2、胸内负压是如何形成的?有何生理意义?、胸内负压是如何形成的?有何生理意义?3、CO2、O2的运输形式?的运输形式?4、何谓肺牵张反射?、何谓肺牵张反射?第二页,共六十六页。呼吸呼吸Respiration Respiration:机体与外界环境之间的气体交机体与外界环境之间的气体交换过程。换过程。第三页,共六十六页。最早出现专职的呼吸器官的动物是软体动物,往最早出现
2、专职的呼吸器官的动物是软体动物,往往是表皮的一局部转变而成。往是表皮的一局部转变而成。无脊椎动物的呼吸系统无脊椎动物的呼吸系统 如:沙蚕的肉足、河蚌的鳃,蜘蛛的书肺、鲎的书如:沙蚕的肉足、河蚌的鳃,蜘蛛的书肺、鲎的书鳃;海参的呼吸树图鳃;海参的呼吸树图1;昆虫的气管图;昆虫的气管图2,等。等。肠肠呼吸树呼吸树图图1 海参的呼吸树海参的呼吸树图图2 昆虫气管系统昆虫气管系统 第四页,共六十六页。图图3 鱼鳃的结构鱼鳃的结构血液逆流交换血液逆流交换脊椎动物的呼吸系统脊椎动物的呼吸系统脊脊椎椎动动物物的的呼呼吸吸器器官官都都是是由由消消化化管管的的前前端端开展而成,除鱼类外,都是用肺呼吸。开展而成,
3、除鱼类外,都是用肺呼吸。1、鱼类:大多用、鱼类:大多用鳃鳃呼吸呼吸思考:鱼鳃的哪些结构特点与思考:鱼鳃的哪些结构特点与其呼吸功能相适应?其呼吸功能相适应?第五页,共六十六页。2、两栖动物:、两栖动物:幼体幼体鳃呼吸;鳃呼吸;成体成体口咽式呼吸。口咽式呼吸。3、鸟类:双重呼吸。、鸟类:双重呼吸。入肺入肺吸气吸气 咽呼咽呼吸吸呼气呼气肺肺外鼻外鼻孔孔第六页,共六十六页。人的呼吸系统人的呼吸系统第七页,共六十六页。问问:外界氧气进入外界氧气进入组织细胞被利组织细胞被利用至少经过几用至少经过几层膜结构层膜结构?第八页,共六十六页。肺通气肺通气肺通气肺通气 肺换气肺换气肺换气肺换气气体运输气体运输气体运
4、输气体运输组织换气组织换气组织换气组织换气外呼吸外呼吸内呼吸内呼吸呼吸全过程呼吸全过程:第九页,共六十六页。肺与外界环境之间的气体交换过程肺与外界环境之间的气体交换过程。第一节肺第一节肺 通通 气气 肺通气肺通气pulmonary ventilationpulmonary ventilation:第十页,共六十六页。呼 吸呼吸系统的结构和功能:呼吸系统的结构和功能:呼吸道呼吸道肺肺 泡泡第十一页,共六十六页。呼 吸呼吸道呼吸道是气体进出的通道是气体进出的通道上呼吸道上呼吸道包括鼻、咽、喉和胸腔外的气管包括鼻、咽、喉和胸腔外的气管下呼吸道下呼吸道从气管一直到呼吸性从气管一直到呼吸性 细支气管前的
5、气管细支气管前的气管气体进出的通道气体进出的通道:增温、加湿作用增温、加湿作用 调节进出空气以及清洁空气的功能调节进出空气以及清洁空气的功能防御性的反射:对机体有保护作用防御性的反射:对机体有保护作用功能功能1.1.1 呼吸道呼吸道第十二页,共六十六页。肺泡肺泡是由是由单层扁平上皮单层扁平上皮组成的半球状含气小囊泡,组成的半球状含气小囊泡,其外表紧贴着丰富的毛细血管网和弹性纤维。其外表紧贴着丰富的毛细血管网和弹性纤维。肺泡是气体交换的主要场所,气体进出肺泡是气体交换的主要场所,气体进出肺泡所经历的结构被称为呼吸膜。肺泡所经历的结构被称为呼吸膜。1.1.2 肺泡肺泡(pulmonary alve
6、oli)第十三页,共六十六页。1、呼吸运动、呼吸运动respiratory movement 由呼吸肌收缩、舒张起的胸廓有节律由呼吸肌收缩、舒张起的胸廓有节律地扩大与缩小包括吸气运动和呼气运动地扩大与缩小包括吸气运动和呼气运动吸气肌:膈肌、肋间外肌吸气肌:膈肌、肋间外肌吸气肌:膈肌、肋间外肌吸气肌:膈肌、肋间外肌呼气肌:肋间内肌、腹壁肌呼气肌:肋间内肌、腹壁肌呼气肌:肋间内肌、腹壁肌呼气肌:肋间内肌、腹壁肌辅助吸气肌:斜角肌、胸锁乳突肌辅助吸气肌:斜角肌、胸锁乳突肌辅助吸气肌:斜角肌、胸锁乳突肌辅助吸气肌:斜角肌、胸锁乳突肌第十四页,共六十六页。肺通气的动力肺通气的动力呼呼 气气肺内压肺内压大
7、气压大气压缩缩 小小肺肺 脏脏吸吸 气气肺内压肺内压大气压大气压胸胸 廓廓呼呼 吸吸 肌肌缩缩 小小收收 缩缩舒舒 张张扩扩 张张 原动力原动力:呼吸运动是呼吸运动是肺通气的原动力。肺通气的原动力。直接动力直接动力:肺内压与肺内压与外界大气压间的压力差。外界大气压间的压力差。扩扩 张张第十五页,共六十六页。第十六页,共六十六页。1吸气运动主动过程吸气运动主动过程膈肌收缩:增大胸腔上膈肌收缩:增大胸腔上膈肌收缩:增大胸腔上膈肌收缩:增大胸腔上.下径下径下径下径 (占占4/5)4/5)肋间外肌收缩:增大胸腔前后、左右径肋间外肌收缩:增大胸腔前后、左右径肋间外肌收缩:增大胸腔前后、左右径肋间外肌收缩
8、:增大胸腔前后、左右径2呼气运动呼气运动平静呼吸被动过程:吸气肌舒张平静呼吸被动过程:吸气肌舒张平静呼吸被动过程:吸气肌舒张平静呼吸被动过程:吸气肌舒张 用力呼吸(用力呼吸(主动过程主动过程):吸气肌舒张):吸气肌舒张(深呼吸)(深呼吸)+呼气肌收缩呼气肌收缩 1呼吸运动的过程呼吸运动的过程第十七页,共六十六页。2 2 2 2呼吸运动的形式呼吸运动的形式呼吸运动的形式呼吸运动的形式1)1)1)1)形式形式形式形式:按呼吸深度分按呼吸深度分:平静呼吸和用力呼吸;平静呼吸和用力呼吸;按动作部位分按动作部位分:胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸。胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸。混合呼吸混合呼吸:正常成人
9、。正常成人。腹式呼吸腹式呼吸腹式呼吸腹式呼吸:婴儿、胸膜炎、胸腔积液。婴儿、胸膜炎、胸腔积液。婴儿、胸膜炎、胸腔积液。婴儿、胸膜炎、胸腔积液。胸式呼吸胸式呼吸:严重腹水、腹腔有巨大肿块、严重腹水、腹腔有巨大肿块、腹式呼吸腹式呼吸腹式呼吸腹式呼吸:(Abdominal breathing):膈肌膈肌舒缩引起的呼吸运动伴以舒缩引起的呼吸运动伴以腹壁的起伏。腹壁的起伏。胸式呼吸胸式呼吸胸式呼吸胸式呼吸:(Thoracic breathing):由由肋间肌肋间肌舒缩使肋骨和胸骨舒缩使肋骨和胸骨运动所产生的呼吸运动运动所产生的呼吸运动。第十八页,共六十六页。实现肺通气的条件:实现肺通气的条件:肺内压与大
10、气压之间产生差值动力肺内压与大气压之间产生差值动力肺内压与大气压之间产生差值动力肺内压与大气压之间产生差值动力保持呼吸道通畅保持呼吸道通畅人工呼吸人工呼吸:用人为的方法改变用人为的方法改变 肺内压,建立肺内肺内压,建立肺内压和大气压之间压力差来维持肺通气。压和大气压之间压力差来维持肺通气。方法方法:负压吸气式负压吸气式(压胸法压胸法)正压吸气式正压吸气式(口对口呼吸法,呼吸机口对口呼吸法,呼吸机)第十九页,共六十六页。3、胸膜腔内压、胸膜腔内压intrapleural pressure)(1)概念:概念:胸膜腔内的压力胸膜腔内的压力胸内压。胸内压。第二十页,共六十六页。呼 吸胸膜腔胸膜腔 胸膜
11、有两层,胸膜有两层,即紧贴于肺外表的即紧贴于肺外表的脏层和紧贴于胸廓脏层和紧贴于胸廓内壁的壁层。两层内壁的壁层。两层胸膜形成一个密闭胸膜形成一个密闭的、潜在的腔隙。的、潜在的腔隙。胸内压胸内压胸内负压胸内负压第二十一页,共六十六页。呼 吸 胸膜腔内只有少量的浆液,没有气体:胸膜腔内只有少量的浆液,没有气体:2使两层胸膜贴附在一起,不易分开,所以肺就可随使两层胸膜贴附在一起,不易分开,所以肺就可随着胸廓的运动而运动。着胸廓的运动而运动。1润滑作用,减小摩擦力,两层胸膜可互相滑动。润滑作用,减小摩擦力,两层胸膜可互相滑动。在呼吸周期中,肺被动扩张的程度和因此产生的肺回缩在呼吸周期中,肺被动扩张的程
12、度和因此产生的肺回缩力的大小不一样,所以,胸内负压也随呼吸周期而变化。但力的大小不一样,所以,胸内负压也随呼吸周期而变化。但无论是呼气还是吸气时,胸内压均为负压无论是呼气还是吸气时,胸内压均为负压。第二十二页,共六十六页。气胸气胸胸膜腔破裂,胸膜腔与大气相通,空气将立胸膜腔破裂,胸膜腔与大气相通,空气将立即进入胸膜腔内,形成开放性气胸。即进入胸膜腔内,形成开放性气胸。抢救措施:抢救措施:堵塞破口、抽气堵塞破口、抽气 恢复胸内负压恢复胸内负压 胸膜腔的密闭性和两层胸膜间浆液分子的内聚力有重要生理意义,胸膜腔的密闭性和两层胸膜间浆液分子的内聚力有重要生理意义,如果密闭性被破坏,在临床上产生如果密闭
13、性被破坏,在临床上产生气胸。气胸。第二十三页,共六十六页。呼 吸在液体与气体的交界面上,在液体与气体的交界面上,由于液体分子之间的引力而产生由于液体分子之间的引力而产生的能够引起液体外表收缩的张力。的能够引起液体外表收缩的张力。肺内有成千上万个大小不肺内有成千上万个大小不同的肺泡,而它们各自形态的同的肺泡,而它们各自形态的维持有赖于肺泡外表活性物质维持有赖于肺泡外表活性物质的作用。的作用。肺泡外表张力:肺泡外表张力:第二十四页,共六十六页。呼 吸肺泡肺泡型细胞分泌的一种复杂的脂蛋白型细胞分泌的一种复杂的脂蛋白二棕榈酰卵磷脂二棕榈酰卵磷脂 肺泡的外表活性物质:肺泡的外表活性物质:形成单分子层分布
14、于液气界面,随肺泡的张缩改变密度形成单分子层分布于液气界面,随肺泡的张缩改变密度降低肺泡的外表张力降低肺泡的外表张力维持肺泡内压的相对稳定维持肺泡内压的相对稳定防止肺水肿防止肺水肿功功 能能防止肺不张防止肺不张 第二十五页,共六十六页。外表活性物质产生:外表活性物质产生:肺泡肺泡型细胞分泌的二棕榈酰卵磷脂型细胞分泌的二棕榈酰卵磷脂(DPPC)第二十六页,共六十六页。外表张力的作用:外表张力的作用:使液体外表积缩小。使液体外表积缩小。肺塌陷肺塌陷临床:临床:成人肺炎、肺血栓等成人肺炎、肺血栓等外表活性外表活性物质物质肺不张。肺不张。第二十七页,共六十六页。二、肺通气功能的指标二、肺通气功能的指标
15、第二十八页,共六十六页。肺容量肺容量肺容纳的气体量,可分以下几个组成局部:肺容纳的气体量,可分以下几个组成局部:第二十九页,共六十六页。呼 吸肺容量:肺容量:残气量残气量补呼气量补呼气量潮气量潮气量补吸气量补吸气量潮气量潮气量TV补呼气量补呼气量ERV补吸气量补吸气量IRV残气量残气量RV功能残气量功能残气量FRC肺活量肺活量VC肺总容量肺总容量TLC功能残气量功能残气量肺活量肺活量肺总容量肺总容量第三十页,共六十六页。肺活量肺活量最大吸气后,从肺内所能呼出的最大气量。最大吸气后,从肺内所能呼出的最大气量。意义:反映肺一次通气的最大能力意义:反映肺一次通气的最大能力第三十一页,共六十六页。呼
16、吸肺通气量:肺通气量:每分通气量每分通气量每分钟进或出肺的气体总量。每分钟进或出肺的气体总量。每分通气量每分通气量=潮气量潮气量 X 呼吸频率呼吸频率肺泡通气量肺泡通气量=潮气量潮气量-生理无效腔生理无效腔X 呼吸频率呼吸频率解剖无效腔解剖无效腔肺泡无效腔肺泡无效腔 解剖无效腔:无气体交换能力的腔解剖无效腔:无气体交换能力的腔 从上呼吸道从上呼吸道呼吸性细支气管。呼吸性细支气管。肺泡无效腔:因无血流通过而不能进行气体交换的肺泡腔。肺泡无效腔:因无血流通过而不能进行气体交换的肺泡腔。第三十二页,共六十六页。解剖无效腔:无气体交换能力的腔解剖无效腔:无气体交换能力的腔 从上呼吸道从上呼吸道呼吸性细
17、支气管。呼吸性细支气管。肺泡无效腔:因无血流通过而不能进行气体交换的肺泡腔。肺泡无效腔:因无血流通过而不能进行气体交换的肺泡腔。生理无效腔解剖无效腔肺泡无效腔生理无效腔解剖无效腔肺泡无效腔 第三十三页,共六十六页。呼吸频率呼吸频率呼吸频率呼吸频率(次(次(次(次/分钟)分钟)分钟)分钟)潮气量潮气量潮气量潮气量(mlml)肺通气量肺通气量肺通气量肺通气量(ml/minml/min)肺泡通气量肺泡通气量肺泡通气量肺泡通气量(ml/minml/min)165008000560081000800068003225080003200 肺泡通气量是反映肺通气效率的重要指标。肺泡通气量是反映肺通气效率的重
18、要指标。肺泡通气量是反映肺通气效率的重要指标。肺泡通气量是反映肺通气效率的重要指标。在一定的呼在一定的呼在一定的呼在一定的呼吸频率范围内吸频率范围内吸频率范围内吸频率范围内深而慢的呼吸深而慢的呼吸深而慢的呼吸深而慢的呼吸比浅而快的呼吸更为有效。比浅而快的呼吸更为有效。比浅而快的呼吸更为有效。比浅而快的呼吸更为有效。第三十四页,共六十六页。血液与组织细胞之间的气体交换过程。血液与组织细胞之间的气体交换过程。第二节第二节 气体交换气体交换第三十五页,共六十六页。第三十六页,共六十六页。呼 吸一、气体交换原理:一、气体交换原理:混合气体中,每种气体混合气体中,每种气体分子运动所产生的压力为该分子运动
19、所产生的压力为该气体的气体的分压分压。气体分子不停地进行着气体分子不停地进行着无定向运动,其结果是无定向运动,其结果是气气体分子从高分压区向低分压体分子从高分压区向低分压区域扩散区域扩散。第三十七页,共六十六页。二、氧的运输二、氧的运输(一一)物理溶解物理溶解:(1.5%)(1.5%)气体直接溶解于血浆中。气体直接溶解于血浆中。(二二)化学结合化学结合:(98.5%)(98.5%)气体与某些物质进行化学结合。气体与某些物质进行化学结合。O O2 2与与HbHb的可逆性结合的可逆性结合:POPO2 2(氧合氧合)POPO2 2(氧离氧离)HbOHbO2 2鲜红色鲜红色暗红色暗红色Hb+OHb+O
20、2 2第三十八页,共六十六页。血红蛋白与氧的结合:血红蛋白与氧的结合:血红蛋白是一种结合血红蛋白是一种结合蛋白,由一个珠蛋白分子蛋白,由一个珠蛋白分子和和4 4个亚铁血红素组成。个亚铁血红素组成。每每个血红素分子含一个亚铁离子,个血红素分子含一个亚铁离子,称为称为亚铁血红素亚铁血红素。每个亚铁离子能结合一每个亚铁离子能结合一个氧分子,但这种结合是疏个氧分子,但这种结合是疏松的。血红蛋白与氧结合后,松的。血红蛋白与氧结合后,亚铁的价数不变,故称为亚铁的价数不变,故称为氧氧合合,而不是氧化。,而不是氧化。O2的运输的运输O O2 2分压升高分压升高 Hb+OHb+O2 2 O O2 2分压降低分压
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- 呼吸 气体 交换
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