第七章呼吸生理

第五章呼吸 (respiration) 第七章呼吸生理

呼吸 ----机体与外环境之间的气体交换过程。呼吸过程的三个环节：肺通气肺呼吸（外呼吸）肺换气呼吸气体在血液中的运输细胞呼吸（内呼吸）

O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 肺换气气体在血液中运输肺通气组织换气 O2 呼吸过程的三个环节： CO2

第一节肺通气 -----肺与外界环境之间的气体交换过程。 *肺通气的器官：呼吸道、肺泡和胸廓等. *呼吸道的主要功能： (1)气体通道； (2)加温、加湿、过滤、清洁等； (3)保护功能：喷嚏反射、咳嗽反射等。

鼻腔咽气管左肺呼吸系统解剖图

直接动力：肺内压与大气压的压力差 肺通气一、肺通气的动力 *通气的动力克服通气的阻力原动力：呼吸运动

(一) 呼吸运动----呼吸肌的收缩和舒张引起的胸廓节律性扩大和缩小,包括吸气运动和呼气运动.

肋间内肌肋间外肌 膈膈吸气呼气

肋间外肌收缩 肋间内肌松弛肋间外肌松弛肋间内肌收缩肋骨肋骨胸骨平静吸气平静呼气胸骨

肋间外肌收缩 肋间内肌松弛肋间外肌松弛肋间内肌收缩肋骨肋骨胸骨用力吸气用力呼气胸骨

呼吸肌收缩或舒张 胸腔扩大或缩小肺脏扩张或回缩肺内压降升气体经呼吸道流动吸气或呼气呼吸运动的过程

膈肌收缩肋间外肌收缩 膈肌下降肋骨、胸骨上提胸廓上下径前后径、左右径增大胸腔扩大肺扩张肺内压暂时下降（＜大气压）空气进入肺泡（吸气）呼吸运动和肺内压的变化： (1)平静吸气时 (主动过程)

吸气肌舒张 膈肌上升、肋骨、胸骨下降胸廓上下径、前后径、左右径减小肺回缩肺内压升高＞大气压气体由肺泡内排出（呼气）平静呼气时： (被动过程)

吸气肌舒张及 呼气肌收缩胸腔进一步缩小肺进一步回缩肺内压进一步升高呼气(增多) (主动过程) (2) 用力呼吸(深呼吸)时的肺通气原理：吸气肌及辅助吸气肌收缩胸腔进一步扩大肺进一步扩张肺内压进一步下降吸气(增多) (主动过程)

说明： 平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的；用力呼吸时，吸气和呼气均为主动过程。

2. 腹式呼吸和胸式呼吸 腹式呼吸:以膈肌舒缩活动为主的呼吸运动,腹壁明显起伏。胸式呼吸:由肋间外肌舒缩活动为主的呼吸运动,胸壁明显起伏。一般情况,呈腹式和胸式混合式呼吸。

(二) 肺内压: 肺泡内的压力. 吸气过程中: 肺内压先降后升; 呼气过程中: 肺内压先升后降. *人工呼吸: 负压式人工呼吸: 人为地(如举臂压背)帮助胸廓扩张,引起肺内压低于大气压…; 正压人工呼吸: 人为地提高气道内压力, 使之高于肺内压(正压)…。

一次呼吸周期过程中，肺内压、 胸内压和呼吸气容积的变化 +1 +2 0 -1 -2 肺内压吸气呼气

(三) 胸膜腔内压: ---胸膜腔内压通常低于外界大气压，为负压, 称为胸内负压. 胸膜腔特点： (1)密闭 (2)浆液的作用 (3)压力─负压 (低于大气压)

肺内压 肺回缩力胸内负压的形成：形成条件: ①肺的回缩趋向. ②胸膜腔密闭和浆液分子内聚力. *形成原理: 胸内压＝因吸气末或呼气末肺内压等于大气压,故胸内压＝肺内压－肺回缩力大气压一般以大气压为零位标准,即大气压＝0, 故：胸内压＝大气压－肺回缩力 0

一次呼吸周期过程中，肺内压、 胸内压和呼吸气容积的变化 +1 +2 0 -1 -2 胸膜腔内压吸气呼气

说明: 1.平静呼吸过程中,胸膜腔内压始终为负压. 2.而当关闭声门用力作呼气动作时, 肺内压明显升高, 胸内压可为正值. 3.胸膜腔负压的生理意义 (1)牵引肺,使肺扩张; (2)促进静脉血和淋巴液的回流。

气胸 由于胸壁贯通伤或肺损伤时，胸膜腔内进入气体，使胸内负压减小甚至消失。

二、肺通气的阻力 肺弹性阻力由表面张力形成弹性阻力由弹性纤维形成 (70%) 胸廓弹性阻力:由弹性组织形成肺通气阻力非弹性气道阻力阻力惯性阻力 (30%) 组织的粘滞阻力

容积变化(△V) 顺应性(C) = ———————— 压力变化(△P) (一) 肺通气的弹性阻力弹性阻力(R)──弹性物体对抗外力作用所引起的变形的力。顺应性(compliance,C)──在外力作用下弹性组织的可扩张性。

说明: 1) 顺应性为衡量弹性阻力的指标. 2) 顺应性与弹性阻力成反变关系：弹性阻力大──不易扩张──顺应性小弹性阻力小──易扩张 ── 顺应性大

1. 肺的弹性阻力和顺应性 ★肺的弹性阻力由肺被扩张时产生的弹性回缩力所构成,是吸气的阻力. 弹性回缩力(1/3) 肺的弹性阻力肺泡液-气界面的表面张力。（2/3）

★ 肺组织本身的的弹性回缩力 (是吸气的阻力,呼气的动力) 随肺的扩张程度而变: 吸气时→肺扩张→肺弹性回缩力增大; 呼气时→肺回缩→肺弹性回缩力减小. 肺气肿→肺弹性回缩力↓→呼气困难

(1) 肺泡表面张力 ---存在于液-气界面(表面)的一种力. 使液-气表面尽量缩小的一种力 ☆肺泡内液-气界面表面张力所产生的回缩力(约占2/3)

表面张力—— 使液-气表面尽量缩小的一种力。

肺泡表面张力——是向中心性的,使肺 泡趋于缩小,形成肺泡弹性阻力, 为吸气的阻力，呼气的动力.

根据Laplace定律: 2T P＝ r 肺泡回缩压(P)与肺泡半径(r)成反比，与肺泡表面张力成正比。

分析大小不同的两个相连的肺泡其回缩力和表面张力的关系:分析大小不同的两个相连的肺泡其回缩力和表面张力的关系: 假设两肺泡的T＝20dyn/cm2 大肺泡r＝0.01cm 小肺泡r＝0.005cm 0.01cm 0.005cm P(大)＝ 2×20 / 0.01＝4000(dyn/cm2) ＝4(cmH2O) P(小)＝ 2×20 / 0.005＝8000(dyn/cm2) ＝8(cmH2O)

(2) 肺泡表面活性物质 合成与释放: 肺泡Ⅱ型细胞主要成份: 二棕榈酰卵磷脂肺泡肺泡内液层肺泡表面活性物质分布及特点: 呈单分子层分布在肺泡液体层表面 极性端插入液体层,非极性端朝向肺泡腔 分布密度与肺泡大小有关,小肺泡分布密度大,大肺泡分布密度小。

吸气时: 密度↓→使回缩力↑→肺泡不致过大 呼气时: 密度↑→使回缩力↓→肺泡不致塌陷呼气时肺泡缩小：分布密度增大吸气时肺泡增大：分布密度下降 * 肺表面活性物质的分布密度可随肺泡半径的改变而改变:

r=0.005 P小=8 r=0.01 P大=4 肺泡表面活性物质的生理功能: -----降低肺泡表面张力 ① 有助于维持肺泡的稳定性： 1)防止吸气和呼气时肺泡过度膨胀和塌陷。 2)保持大小肺泡容积的相对稳定。 Laplace定律: P=2T/r 因此:实际 P=2(T-X) / r

②减少肺间质和肺泡内组织液的生成, 防止肺水肿的发生.

③降低吸气阻力，减少吸气作功， 增加肺顺应性, 利于肺扩张.

2. 胸廓的弹性阻力和顺应性: 胸廓是一 双向弹性体,弹性的作用依其所处位置而变. 大于自然位置, 胸廓回缩力向内成为吸气的阻力,呼气的动力. 自然位置(肺容量相当于67%肺总量), 弹性阻力＝0 小于自然位置,胸廓回缩力向外, 成为吸气的动力,呼气的阻力.

(二) 非弹性阻力: (动态阻力) 惯性阻力非弹性阻力粘滞阻力气道阻力 (占80%~90%)

气道阻力 ──气体流经呼吸道时,气体分子间和气体分子与气道壁之间的摩擦力。大气压与肺内压之差(cmH2O) 气道阻力＝单位时间内气体流量(L/S) 产生气道阻力的主要部位: 主支气管以上气道(占总阻80% ~ 90%) 小气道（口径＜2mm）（占总阻约10%）

影响气道阻力的因素: ① 气流速度: 流速愈快→气流阻力愈大, 呈正相关. ② 气流形式: 层流阻力小，湍流阻力大； ③ 气道管径: 为影响气道阻力的主要因素。 ★气道阻力与气道半径的四次方成反比。 8L R＝ R∝1/r4 4

三、肺通气功能的评定 (一) 肺容量肺容量: 肺所容纳的气体量. ★肺活量 ----指最大吸气后再用力呼气所能呼出的最大气量. 正常男性: 3500ml; 女性2500ml. 肺活量= 潮气量＋补吸气量＋补呼气量.

残气量 1000~1500ml 深吸气量补吸气量(吸气储备量) 1500~2000ml 功能残气量补呼气量(呼气储备量) 900~1200ml 肺活量肺总量潮气量 400~600ml

用力呼气量(时间肺活量): ----尽力最大吸气后再尽力尽快呼气, 在一定时间所能呼出的气量,通常以它所占用力肺活量百分比表示。第一秒第二秒第三秒 83% 96% 99% A B 图5-7 用力肺活量和用力呼气量A:正常人 B:气道狭窄患者纵坐标的“0” 等于残气量

(二) 肺通气量 1.每分通气量: 指每分钟吸入或呼出的气体总量。肺通气量 = 潮气量×呼吸频率平静呼吸时, 正常成人约为: 500ml×(12~18)次/分＝ 6~9L/min 最大随意通气量: 尽力作深、快呼吸时的肺通气量。正常成人约为70~120L/min

最大通气量—每分平静通气量 通气贮量百分比＝—————————————— 最大通气量通气贮量百分比—— 衡量通气功能贮备能力的指标。正常值等于或大于93%.

第七章 呼吸生理