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第五章 呼吸 (respiration)

第五章 呼吸 (respiration). 呼 吸 系 统 概 图. 支气管细支气管树图. 肺泡示意图. 肺通气 ： 肺泡与外界. 外呼吸. 肺换气：肺泡与毛细血管. 呼吸. 气体运输： O 2 , CO 2. 内呼吸：组织气体交换. 肺通气 (ventilation). 吸气肌： 肋间外肌 膈肌 呼气肌： 肋间内肌 腹肌. 肺通气的动力： 压力差  呼吸运动  胸廓运动  呼吸肌 平静呼吸：吸气主动，呼气被动。 胸式呼吸：肋间外肌；腹式呼吸：膈肌 用力呼吸：吸气主动，呼气主动。.

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第五章 呼吸 (respiration)

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Presentation Transcript

  1. 第五章 呼吸(respiration)

  2. 呼吸系统概图

  3. 支气管细支气管树图

  4. 肺泡示意图

  5. 肺通气：肺泡与外界 外呼吸 肺换气：肺泡与毛细血管 呼吸 气体运输：O2, CO2 内呼吸：组织气体交换

  6. 肺通气(ventilation)

  7. 吸气肌：肋间外肌 膈肌 呼气肌：肋间内肌 腹肌 • 肺通气的动力： • 压力差 呼吸运动 胸廓运动 呼吸肌 • 平静呼吸：吸气主动，呼气被动。 • 胸式呼吸：肋间外肌；腹式呼吸：膈肌 • 用力呼吸：吸气主动，呼气主动。

  8. 肺内压： • 吸气：肺泡压 < 大气压 • 呼吸：肺泡压 > 大气压

  9. 胸膜腔内压(intrapleural pressure) • 胸膜腔：脏层，壁层。 • 胸膜腔内压=肺内压（大气压）-肺回缩力 • 吸气：负压增大(-5~-10 mmHg) • 呼气：负压减小(-3~-5 mmHg) • 胸内压变正值：110mmHg • 生理意义： • 维持肺泡扩张状态 • 促进血液和淋巴回流。 • 气胸（pheumothorax）

  10. 气胸（pheumothorax）

  11. 胸膜腔内压形成 • 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 胸膜腔内负压 肺回缩

  12. 肺通气的阻力 • 包括弹性阻力和非弹性阻力 • 弹性阻力：70% 胸廓的弹性阻力 肺的弹性阻力 • 肺的弹性回缩力(1/3) • 肺泡表面张力(2/3)： • 液体分子间的引力。 • 肺泡内压与表面张力的关系： • P=2T/r

  13. 肺泡表面活性物质(surfactant)： • 脂蛋白（SP），肺泡上皮II型细胞分泌。 • 二软脂酰卵磷脂(DPPC)，位于液体分子层表面。 • 作用：降低肺泡表面张力 • 维持大小肺泡容积的相对稳定。 • 防止肺水肿。 • 防止肺不张。 新生儿呼吸窘迫综合征

  14. 肺泡表面活性物质 surfactant

  15. 新生儿呼吸窘迫综合征

  16. 顺应性(compliance)： • 顺应性=1/弹性阻力 • C =V/  P (L/cmH2O). • 肺的顺应性： • 功能余气量：大 • 余气量、肺总容量：小 • 肺弹性阻力总是吸气的阻力，但是呼气的动力。

  17. 胸廓的顺应性： • 取决于肺容量 • 肺容量为肺总容量(TLC)的67% (自然位置时)： • 肺容量 > 67%：吸气阻力，呼气动力。 • 肺容量 < 67%：呼气阻力，吸气动力。 • 非弹性阻力：30% • 气道阻力（主要）：80~90%, R = 8L/r4。 • 惯性阻力 • 粘滞阻力

  18. 肺通气功能指标 • 潮气量(TV)：500ml • 补吸气量(IRV)：1500-2000ml • 补呼气量(ERV)：900-1200ml • 残气量(RV)：用力呼气后，肺内残留气量。 • 功能残气量(FRV)：RV+ERV • 肺活量：TV+IRV+ERV • 时间肺活量：83%，96%，99%

  19. 用力肺活量（FVC） 用力呼吸量（时间肺活量） 通常以占用力肺活量（FVC）的百分数表示 FEV1：1秒用力呼气量

  20. 每分肺通气量： • 潮气量呼吸频率 • 500ml12次/min=6L/min • 每分肺泡通气量： • （潮气量-无效腔气量） 呼吸频率 • 生理无效腔=解剖无效腔（150ml）+肺泡无效腔 • (500-150)  12次/min = 4.2L/min • 呼吸效率：慢、深>快、浅

  21. 气体更新 150 500 解剖无效腔 150 350 吸气 呼气 150 150 350 2500 2500 2500 150 呼气末 呼气末 吸气末

  22. 不同呼吸频率、潮气量时的肺通气量和肺泡通气量不同呼吸频率、潮气量时的肺通气量和肺泡通气量 结论： 在一定的呼吸频率范围内 深而慢的呼吸比浅而快的呼吸更为有效。

  23. 呼吸气体的交换 • 气体交换： • 肺换气： 肺泡  肺毛细血管 • 组织换气：组织毛细血管  组织液 • 呼吸膜：六层结构 • 液体与DPPC • 肺上皮细胞 • 基膜 • 间隙 • 毛细血管基膜 • 内皮细胞

  24. 肺换气的动力： • 分压差方向和量 • 影响肺换气的因素： • 气体扩散速率： 分压差扩散面积温度溶解度 扩散速率  扩散距离 分 子 量 • 分压差：PO2是PCO2的10倍。 • 扩散面积：70-80m2，呼吸膜面积。 • 扩散距离：0.2-0.6m，呼吸膜厚度。 • 综合分压差、分子量、溶解度，CO2扩散速率是O2的二倍，故很少发生潴留。

  25. 通气/血流比值（alveolar ventilation/quantity, Va/Q） • Va（肺泡通气量）=4.2 L/min • Q（心输出量）=5L/min • Va/Q增大 无效腔气量增加：心衰、肺栓塞 • Va/Q减小 功能性动静脉短路：肺泡通气不良 • 梯度：肺尖部至肺底部逐渐减小。

  26. VA/Q • •

  27. 气体在血液中运输 • 物理溶解 • 化学结合 • 气体  物理溶解 化学结合

  28. 氧的运输 • 物理溶解：0.3ml/dl，1.5%。 • 化学结合：19.5ml/dl，98.5%。 • 可逆结合，不需要酶 • 是氧合而非氧化（Hb中的Fe 2+始终为亚铁状态） • PO2高低决定结合或解离 • Hb构型及其与氧的结合或解离受多种因素影响。 紧密型T 疏松性R PO2（肺） Hb + O2 HbO2 PO2（组织）

  29. Fe2+ atom

  30. 氧离曲线 • 血氧容量(oxygen capacity)： • 每100ml血液中Hb能最大结合的氧量。 • 血氧容量=15g/100ml  1.34ml O2/g Hb=20 ml • 紫绀：紫蓝色，Hb>5g/dl • 血氧含量(oxygen contents)： • 指每100ml血液中Hb实际结合的氧量。 • 血氧饱和度（Sbo2）： • 血氧含量占血氧容量的百分比。

  31. 氧离曲线：血氧饱和度与血氧分压之间关系的曲线。氧离曲线：血氧饱和度与血氧分压之间关系的曲线。 • 曲线上段：平坦，Po2变化范围（60-100mmHg）大，Sbo2变化不大（>90%）。 • 高原生活或Va/Q降低，仍可保证氧的摄取。 • 曲线中段：较陡， Po2范围（40-60mmHg）大，Sbo2变化较大（90%-75%）。 • 机体安静时O2的释放。 • 曲线下段：最陡， Po2范围（15-40mmHg）不大，Sbo2变化较大（75%-22%）。 • 机体运动时O2的释放。代表O2的储备。

  32. 影响氧离曲线的因素： • Pco2或pH：曲线右移，Hb构型改变  Hb和O2的亲和力。 • 波尔效应(Bohr effect)： Pco2或pH Hb和O2的亲和力。 • 温度：曲线右移  组织代谢增加， O2的需求。 • 2,3-二磷酸甘油酸(DPG)：红细胞无氧代谢产物 • 2,3-DPG   曲线右移

  33. 二氧化碳的运输 • 物理溶解：5% • 化学结合： • 碳酸氢盐：88% CO2 + H2O  H2CO3 HCO 3- +H+ CA: Carbonic Anhydrase • 氨基甲酸血红蛋白：7% HbNH2 + CO2HbNHCOOH • 何尔登效应(Haldance effect)： O2与Hb结合将促进CO2释放。

  34. 7% of carbon dioxide is dissolved in plasma 23% as HbCO2 (carbaminohemoglobin) 70% as HCO3- in plasma

  35. 呼吸运动的调节 • 呼吸中枢 • 脊髓：神经元  膈N、肋间N  呼吸肌 • 延髓：基本中枢，包括吸气神经元和呼气神经元。 • 脑桥：呼吸调整中枢，抑制吸气。 • 大脑皮层：

  36. 中脑 脑桥 延髓 脊髓

  37. 呼吸节律的形成--吸气切断机制 • 呼吸的反射性调节 • 化学感受性反射 • 肺牵张反射： • 牵张感受器位于气管和支气管肌层中。传入神经为迷走神经。 • 肺扩张反射(Hering reflex) • 肺萎陷反射(Breuer reflex) • 防御性反射： 咳嗽反射（cough reflex） 喷嚏反射（sneeze reflex） • 肺毛细血管旁感受器引起的呼吸反射： • J感受器位于肺泡壁毛细血管的组织间隙中。可反射性引起呼吸变浅变快。

  38. 化学感受性反射 • 化学感受器 • 外周化学感受器：颈动脉体、主动脉体 I 型细胞，感受pH 、Po2 、Pco2。 • 中枢化学感受器：延髓腹外侧浅表处的神经元,感受脑脊液中pH 。 • 调节 • Pco2 ：中枢化学感受器和外周化学感受器 • pH ：外周化学感受器 • Po2 ：外周化学感受器

  39. 中枢化学感受器 外周化学感受器

  40. CO2+H2O H2CO3 H+ + HCO3- (-) PCO2 Respiratory center Mechanism (+) Respiratory center VE

  41. (-) PO2 Respiratory center Mechanism (+) Respiratory center PO2  Peripheral chemoreceptors VE

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