生理学——呼吸课件.ppt
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1、第五章 呼 吸 Respiration呼吸:呼吸:机体与外界环境之间气体 交换的过程。具体内容:摄取氧气,排出二氧化碳(3 3)内呼吸(组织换气)内呼吸(组织换气)血液与组织细胞之间的气体交换血液与组织细胞之间的气体交换(2 2)气体在血液中的运输)气体在血液中的运输肺换气:肺泡与肺毛细血管血液之间气体交换肺换气:肺泡与肺毛细血管血液之间气体交换 三个环节三个环节:(1 1)外呼吸)外呼吸肺通气:肺泡与外界的气体交换肺通气:肺泡与外界的气体交换直接动力直接动力直接动力直接动力:肺内压与大气压差:肺内压与大气压差第一节第一节 肺通气肺通气原原原原 动动动动 力力力力:呼吸肌舒缩活动:呼吸肌舒缩活
2、动.(一)肺通气动力(一)肺通气动力一、肺通气的原理一、肺通气的原理肺通气的动力肺通气的动力 肺通气的阻力肺通气的阻力吸气吸气1 1、呼吸运动、呼吸运动 (1)(1)呼吸运动的过程呼吸运动的过程平静吸气平静吸气:膈肌、肋间膈肌、肋间外肌收缩外肌收缩胸廓扩大胸廓扩大 肺被动扩张肺被动扩张 肺内压肺内压 大气压大气压 吸气吸气呼气呼气 平静呼气:膈肌、肋间外肌舒张平静呼气:膈肌、肋间外肌舒张吸气:主动吸气:主动呼气:被动呼气:被动主动主动主动主动(2 2)呼吸运动的形式类型)呼吸运动的形式类型 平静呼吸和用力呼吸平静呼吸和用力呼吸 腹式呼吸、胸式呼吸、混合式呼吸腹式呼吸、胸式呼吸、混合式呼吸 吸气
3、:肺内压吸气:肺内压 大气压大气压2 2、肺内压、肺内压指肺泡内的压力指肺泡内的压力肺内压的变化肺内压的变化平静呼吸平静呼吸吸气吸气 -1-2mmHg-1-2mmHg呼气呼气 12mmHg12mmHg用力呼吸用力呼吸吸气吸气 -100-30mmHg-100-30mmHg呼气呼气 60140mmHg60140mmHg3.3.胸膜腔内压胸膜腔内压胸膜腔内压胸膜腔内压:胸膜腔内的压力,通常低于大气压胸膜腔内的压力,通常低于大气压,称为胸膜腔负压。称为胸膜腔负压。胸内负压的变化范围:平静呼吸吸气末 -5-10mmHg呼气末 -3-5mmHg用力呼吸吸气末 -90mmHg呼气末 110mmHg脏层胸膜脏
4、层胸膜壁层胸膜壁层胸膜胸膜腔胸膜腔图27胸膜腔:密闭、潜在腔隙胸膜腔:密闭、潜在腔隙胸内压=大气压-肺回缩力若将大气压视为零,则:若将大气压视为零,则:胸内压胸内压胸内压胸内压肺回缩力肺回缩力肺回缩力肺回缩力 胸内压大气压肺回缩力胸内压大气压肺回缩力胸膜腔负压的形成胸膜腔负压的形成:肺的回缩力肺的回缩力肺的回缩力肺的回缩力:弹性回缩力弹性回缩力 表面张力表面张力大气压大气压大气压大气压 胸膜腔负压的意义:胸膜腔负压的意义:a)使肺泡处于扩张状态使肺泡处于扩张状态 b)利于静脉血回流利于静脉血回流(二二二二)肺通气的阻力肺通气的阻力肺通气的阻力肺通气的阻力弹性阻力(弹性阻力(弹性阻力(弹性阻力(
5、elastic resistanceelastic resistance )非弹性阻力(非弹性阻力(非弹性阻力(非弹性阻力(non-elastic resistancenon-elastic resistance)(气道阻力)(气道阻力)(气道阻力)(气道阻力)1.1.肺的弹性阻力肺的弹性阻力肺的弹性阻力肺的弹性阻力2.2.胸廓的弹性阻力胸廓的弹性阻力胸廓的弹性阻力胸廓的弹性阻力(resistance of pulmonary ventilationresistance of pulmonary ventilation)弹性阻力弹性阻力弹性阻力弹性阻力(Elastic resistance)E
6、lastic resistance)是指在外力作是指在外力作是指在外力作是指在外力作用下,弹性体所产生的对抗变形的力。用下,弹性体所产生的对抗变形的力。用下,弹性体所产生的对抗变形的力。用下,弹性体所产生的对抗变形的力。1.1.弹性阻力和顺应性弹性阻力和顺应性弹性阻力和顺应性弹性阻力和顺应性 顺应性(顺应性(顺应性(顺应性(ComplianceCompliance)是指中空弹性体的可是指中空弹性体的可是指中空弹性体的可是指中空弹性体的可扩张性,即单位压力变化引起的容积变化。扩张性,即单位压力变化引起的容积变化。扩张性,即单位压力变化引起的容积变化。扩张性,即单位压力变化引起的容积变化。顺应性与
7、弹性阻力呈反变关系顺应性与弹性阻力呈反变关系顺应性与弹性阻力呈反变关系顺应性与弹性阻力呈反变关系肺的弹性阻力肺的弹性阻力1.气气-液交界面液交界面表面张力表面张力2.肺弹性组织肺弹性组织回缩力回缩力 充气扩张肺到一定程度充气扩张肺到一定程度所需的跨肺压要比充生盐所需的跨肺压要比充生盐水扩张的肺大得多。水扩张的肺大得多。液体层液体层 Fluid layer 肺泡表面张力肺泡表面张力(表面单位长度上产生的回缩力)(表面单位长度上产生的回缩力)(1)肺泡表面张力)肺泡表面张力(Alveolar Surface tension)气气-液液界界面面气体气体 表面张力对液面施加了一个向内的压强,根据表面张
8、力对液面施加了一个向内的压强,根据Laplace公式计算附加压强:公式计算附加压强:P:回缩压强回缩压强 T:表面张力表面张力 r:肺泡半径肺泡半径P=2T/r(2 2)肺泡表面活性物质()肺泡表面活性物质()肺泡表面活性物质()肺泡表面活性物质(alveolar surfactantalveolar surfactant)由由由由肺泡肺泡肺泡肺泡型细胞型细胞型细胞型细胞合成并分泌,主要成分是合成并分泌,主要成分是合成并分泌,主要成分是合成并分泌,主要成分是二二二二棕榈酰卵磷脂棕榈酰卵磷脂棕榈酰卵磷脂棕榈酰卵磷脂。主要作用是:主要作用是:主要作用是:主要作用是:1 1)降低肺泡表面张力;)降低
9、肺泡表面张力;)降低肺泡表面张力;)降低肺泡表面张力;2 2)减少肺组织液的生成;)减少肺组织液的生成;)减少肺组织液的生成;)减少肺组织液的生成;3 3)稳定肺泡回缩压,保持肺泡的稳定性。)稳定肺泡回缩压,保持肺泡的稳定性。)稳定肺泡回缩压,保持肺泡的稳定性。)稳定肺泡回缩压,保持肺泡的稳定性。肺泡表面活性物质肺泡表面活性物质 alveolar surfactant 表面活性表面活性物质在肺泡物质在肺泡表面的表面的分布分布密度密度是不同是不同的,它随肺的,它随肺泡半径的减泡半径的减小而增大。小而增大。胸廓的弹性胸廓的弹性胸廓的弹性胸廓的弹性 当肺容积约为肺总量的当肺容积约为肺总量的当肺容积约
10、为肺总量的当肺容积约为肺总量的70%70%时,胸廓处于时,胸廓处于时,胸廓处于时,胸廓处于自然容积的位置,此时的跨壁压为自然容积的位置,此时的跨壁压为自然容积的位置,此时的跨壁压为自然容积的位置,此时的跨壁压为0 0。2.2.非弹性阻力(气道阻力)非弹性阻力(气道阻力)非弹性阻力(气道阻力)非弹性阻力(气道阻力)影响因素有:影响因素有:影响因素有:影响因素有:1.1.气体流速:流速越大,阻力越大;气体流速:流速越大,阻力越大;气体流速:流速越大,阻力越大;气体流速:流速越大,阻力越大;2.2.气流形式:层流阻力小,湍流阻力大;气流形式:层流阻力小,湍流阻力大;气流形式:层流阻力小,湍流阻力大;
11、气流形式:层流阻力小,湍流阻力大;3.3.气道口径:口径减小,阻力增大;气道口径:口径减小,阻力增大;气道口径:口径减小,阻力增大;气道口径:口径减小,阻力增大;4.4.肺肺肺肺 容容容容 积:积:积:积:肺容积增大,阻力减小肺容积增大,阻力减小肺容积增大,阻力减小肺容积增大,阻力减小 。(一)肺容积和肺容量补吸气量:平静吸气末再尽力吸气,所能吸入的气量 15002000ml潮气量:每次呼吸时,吸入或呼出的气量,400500ml二、肺通气功能的评价补呼气量:平静呼气末再尽力呼气,所能呼出的气量 9001200ml1.肺容积余气量:最大呼气后,肺内仍残留不能呼出的气量.10001500ml功能余
12、气量:平静呼气末,肺内所余留的气量,功能余气量:平静呼气末,肺内所余留的气量,是补呼气量与余气量之和是补呼气量与余气量之和.肺总容量:肺可容纳的最大气体量肺总容量:肺可容纳的最大气体量.男性男性5L5L,女性约女性约3.5L3.5L深吸气量深吸气量:2.2.肺容量肺容量肺活量肺活量肺活量肺活量:最大吸气后,再尽力呼气,呼出的最大气量。最大吸气后,再尽力呼气,呼出的最大气量。正常值:男性正常值:男性3.5L3.5L,女性约女性约2.5L2.5L时间肺活量时间肺活量时间肺活量时间肺活量:用力吸气后尽力尽快呼出计算第:用力吸气后尽力尽快呼出计算第1 1、2 2、3s3s末呼出气量占其肺活量的百分数,
13、也称用力肺活量。末呼出气量占其肺活量的百分数,也称用力肺活量。正常成人约为正常成人约为83%83%、96%96%、99%99%(二)(二)肺通气量和肺泡通气量肺通气量和肺泡通气量1.1.肺通气量肺通气量 每分通气量每分通气量每分通气量每分通气量:指每分钟内吸入或呼出肺的气体总量,:指每分钟内吸入或呼出肺的气体总量,为潮气量与呼吸频率的乘积。为潮气量与呼吸频率的乘积。最大通气量:最快速度、尽可能深的幅度呼吸时的最大通气量:最快速度、尽可能深的幅度呼吸时的每分通气量每分通气量.2.2.无效腔和肺泡通气量无效腔和肺泡通气量 解剖无效腔:约解剖无效腔:约0.15L0.15L 肺泡无效腔:正常:肺泡无效
14、腔:正常:0 0解剖无效腔解剖无效腔 150ml肺泡无效腔肺泡无效腔解剖无效腔解剖无效腔肺泡无效腔肺泡无效腔生理无效腔生理无效腔肺泡通气量肺泡通气量肺泡通气量肺泡通气量:每分钟进入肺泡并发生气体交换的气量:每分钟进入肺泡并发生气体交换的气量 肺泡通气量肺泡通气量 =(潮气量无效腔气量)(潮气量无效腔气量)呼吸频率呼吸频率平静呼吸平静呼吸浅快呼吸浅快呼吸深慢呼吸深慢呼吸潮气量潮气量 (ml)(ml)频率频率(次次/min)/min)每分通气量每分通气量(ml/min)ml/min)肺泡通气量肺泡通气量(ml/min)ml/min)50050025025010001000121224246 650
15、050012=600012=600025025024=600024=6000100010006=60006=6000(500-150)(500-150)12=420012=4200(250-150)(250-150)24=240024=2400(1000-150)(1000-150)6=51006=5100表表1 不同呼吸频率和潮气量时的每分通气量和肺泡通气量不同呼吸频率和潮气量时的每分通气量和肺泡通气量为什么深慢呼吸比浅快呼吸的气体交换效率高?为什么深慢呼吸比浅快呼吸的气体交换效率高?动力动力动力动力:气体的分压差:气体的分压差 第二节第二节 肺换气与组织换气肺换气与组织换气一、气体交换原理
16、一、气体交换原理(扩散原理扩散原理)气体扩散速率气体扩散速率气体扩散速率气体扩散速率气体扩散速率气体扩散速率分压差分压差温度温度扩散面积扩散面积溶解度溶解度扩散距离扩散距离分子量分子量 (一)肺换气(一)肺换气 二、气体交换过程二、气体交换过程(二)组织换气(二)组织换气 三、影响肺换气的因素三、影响肺换气的因素 1 1、气体扩散速度、气体扩散速度 COCO2 2 O O2 2 临床上不会出现临床上不会出现COCO2 2潴留潴留2 2、呼吸膜面积和厚度、呼吸膜面积和厚度呼吸膜的组成呼吸膜的组成 面面 积:安静约积:安静约40m40m2 2,运动运动70m70m2 2 肺气肿肺气肿 呼吸膜:正常
17、薄呼吸膜:正常薄 肺水肿、肺纤维化肺水肿、肺纤维化 概念概念概念概念:指每分钟肺泡通气量与肺血流量之间的比值指每分钟肺泡通气量与肺血流量之间的比值 正常值:正常值:V/Q=4.2/5.0=0.84V/Q=4.2/5.0=0.843 3、肺通气血流比值(、肺通气血流比值(V/QV/Q比值)比值)表:人体直立时肺上、下区的肺泡通气量与血流量表:人体直立时肺上、下区的肺泡通气量与血流量 肺泡通气量(V)肺泡血流量(Q)V/Q比值 (L/min)(L/min)肺上区 0.24 0.07 3.4 肺下区 0.82 1.29 0.63 V/Q V/Q:多见于部分肺泡血流量减少多见于部分肺泡血流量减少 V/
18、Q V/Q:多见于部分肺泡通气不良多见于部分肺泡通气不良 4、影响组织换气的因素、影响组织换气的因素组织细胞与毛细血管的距离组织细胞与毛细血管的距离组织代谢水平组织代谢水平毛细血管内血流速度毛细血管内血流速度O O2 2和和COCO2 2的运输形式:的运输形式:物理溶解物理溶解 量少,但必需量少,但必需 化学结合化学结合 量多,为主要形式量多,为主要形式 第三节第三节 气体在血液中的运输气体在血液中的运输 POPO2 2 高(肺)高(肺)HbHb+O+O2 2 HbO HbO2 2(氧合血红蛋白)氧合血红蛋白)POPO2 2 低(组织低(组织)(一)物理溶解(一)物理溶解 100ml100ml
19、血液中溶解血液中溶解0.3ml0.3ml,占,占1.51.5 氧与血红蛋白的结合:氧合而非氧化氧与血红蛋白的结合:氧合而非氧化一、氧的运输一、氧的运输(二)化学结合(二)化学结合 98.5%98.5%3.13.1分子分子分子分子HbHb可与可与可与可与4 4分子分子分子分子OO22可逆结合;可逆结合;可逆结合;可逆结合;OO2 2与与与与HbHb结合的特征结合的特征结合的特征结合的特征2.2.是氧合,非氧化是氧合,非氧化是氧合,非氧化是氧合,非氧化:Hb:HbFeFe2+2+O+O2 2 FeFe2+2+-HbO-HbO22;1.1.反应快、可逆、受反应快、可逆、受反应快、可逆、受反应快、可逆
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