第六章__呼吸系统_人体解剖生理学.ppt

第六章第六章 呼吸系统呼吸系统王鹤林王鹤林1.熟悉呼吸系统的组成和各组成器官的位置、熟悉呼吸系统的组成和各组成器官的位置、形态结构及连通关系。形态结构及连通关系。2. 熟悉肺通气的动力和阻力。熟悉肺通气的动力和阻力。3. 掌握气体交换的原理和影响肺换气的因掌握气体交换的原理和影响肺换气的因素。素。4. 熟悉氧和二氧化碳在血液中的运输过程。熟悉氧和二氧化碳在血液中的运输过程。5.了解呼吸运动的调节。了解呼吸运动的调节。 学习目标学习目标呼吸：呼吸：机体与外环境之间的气体交换过程。机体与外环境之间的气体交换过程。呼吸的意义呼吸的意义：维持机体：维持机体O2与与CO2含量的相对稳定。是维持机体含量的相对稳定。是维持机体新陈代谢和其它功能活动所必需的基本生理过程之一。新陈代谢和其它功能活动所必需的基本生理过程之一。呼吸的三个环节呼吸的三个环节：外呼吸；外呼吸；血液运输；血液运输；内呼吸。内呼吸。呼吸系统的组成呼吸系统的组成： 呼吸道呼吸道 上呼吸道：鼻、咽、喉上呼吸道：鼻、咽、喉 下呼吸道：气管、各级支气管及其分支下呼吸道：气管、各级支气管及其分支 肺肺第一节第一节 呼吸系统的解剖结构呼吸系统的解剖结构一、呼吸道一、呼吸道（一）鼻（一）鼻 功能功能：通气，嗅觉，辅助发音。：通气，嗅觉，辅助发音。 组成组成：外鼻外鼻：鼻根、鼻背、鼻尖、鼻翼、鼻孔、鼻唇沟。：鼻根、鼻背、鼻尖、鼻翼、鼻孔、鼻唇沟。 鼻腔鼻腔：单侧：单侧 鼻前庭：内衬皮肤，生有鼻毛可阻挡灰尘。鼻前庭：内衬皮肤，生有鼻毛可阻挡灰尘。 固有鼻腔固有鼻腔 上、中、下上、中、下鼻甲鼻甲，上、中、下，上、中、下鼻道鼻道，蝶筛隐窝蝶筛隐窝。 Little区：易出血区，鼻中隔前下部。区：易出血区，鼻中隔前下部。 功能分区功能分区 嗅区嗅区 呼吸区呼吸区 鼻窦鼻窦：为鼻腔周围含气骨腔的总称。有：为鼻腔周围含气骨腔的总称。有上颌窦、额窦、筛窦上颌窦、额窦、筛窦和和蝶窦蝶窦四对，均四对，均 开口于固有鼻腔。上颌窦腔大且开口高，慢性炎症最为多见。开口于固有鼻腔。上颌窦腔大且开口高，慢性炎症最为多见。 （三）喉（三）喉功能：功能：既是呼吸道，又是发音器官。既是呼吸道，又是发音器官。位置：位置：位于颈前正中，成人相当于第位于颈前正中，成人相当于第56颈椎高度，后贴咽，颈椎高度，后贴咽， 两侧邻颈部大血管、神经和甲状腺。随吞咽发音而上下两侧邻颈部大血管、神经和甲状腺。随吞咽发音而上下 移动。移动。构造：构造：支架支架 喉软骨：喉软骨：甲状软骨、环状软骨、杓状软骨和会厌甲状软骨、环状软骨、杓状软骨和会厌 软骨软骨等。等。 连结：环甲连结、环杓连结等连结：环甲连结、环杓连结等 附有与发声相关的附有与发声相关的喉肌喉肌 内衬内衬粘膜粘膜喉腔：喉腔：入口称入口称喉口喉口。 粘膜皱襞粘膜皱襞 前庭襞：前庭襞：之间的裂隙称为之间的裂隙称为前庭裂前庭裂 声声 襞：襞：之间的裂隙称为之间的裂隙称为声门裂声门裂 分部：分部： 喉前庭、喉中间腔、声门下腔喉前庭、喉中间腔、声门下腔。 声带：由喉粘膜、声韧带和声带肌构成。声门为声带和声带：由喉粘膜、声韧带和声带肌构成。声门为声带和 声门裂的总称。声门裂的总称。（四）气管与主支气管（四）气管与主支气管位置：位置：位于颈前正中，上连喉，下入胸腔，至胸骨角平面分左、位于颈前正中，上连喉，下入胸腔，至胸骨角平面分左、 右支气管，再各自向外下行，分别经左、右肺入肺。右支气管，再各自向外下行，分别经左、右肺入肺。形态：形态：为后壁略扁平的圆筒形管道。为后壁略扁平的圆筒形管道。左右支气管比较：左右支气管比较：左细长，走行近似水平；右短粗，走行近似左细长，走行近似水平；右短粗，走行近似 垂直。异物多入右侧。垂直。异物多入右侧。微细结构：微细结构：粘膜粘膜 上皮上皮：假复层纤毛柱状上皮，夹有分泌粘蛋：假复层纤毛柱状上皮，夹有分泌粘蛋 白的白的杯状细胞杯状细胞。 固有层固有层：富含弹性纤维，分泌具有局部防御：富含弹性纤维，分泌具有局部防御 功能抗体。功能抗体。 粘膜下层粘膜下层：疏松结缔组织构成，内含血管、淋巴管、：疏松结缔组织构成，内含血管、淋巴管、 神经及丰富的腺。神经及丰富的腺。 外膜外膜：由：由“C”型透明软骨环型透明软骨环和结缔组织构成。软骨和结缔组织构成。软骨 缺口处有缺口处有平滑肌束平滑肌束和致密结缔组织封闭。和致密结缔组织封闭。二、肺二、肺（一）位置（一）位置：胸腔内，膈的上方，纵隔的两侧，左、右各一。：胸腔内，膈的上方，纵隔的两侧，左、右各一。（二）形态（二）形态：呈海绵性状。：呈海绵性状。颜色随年龄增长逐渐变深。颜色随年龄增长逐渐变深。右肺短右肺短 粗，分三叶；左肺狭长，分二叶，有粗，分三叶；左肺狭长，分二叶，有心切迹心切迹。有。有 一尖、一底、二面、三缘。纵隔面有一尖、一底、二面、三缘。纵隔面有肺门肺门。肺根肺根。健康人的肺和吸烟者的肺健康人的肺和吸烟者的肺（三）肺的微细结构（三）肺的微细结构浆膜（胸膜脏层）浆膜（胸膜脏层）肺组织肺组织 实质实质 导气部：传送气体的部分。包括叶支气管、段支气管、导气部：传送气体的部分。包括叶支气管、段支气管、 小支气管、小支气管、细支气管、终末细支气管细支气管、终末细支气管。 呼吸部：气体交换的部分。包括呼呼吸部：气体交换的部分。包括呼吸性细支气管、肺泡吸性细支气管、肺泡 管和肺泡囊、肺泡管和肺泡囊、肺泡。 间质：即肺内结缔组织、血管、神经、淋巴管等。间质：即肺内结缔组织、血管、神经、淋巴管等。导气部导气部呼吸部呼吸部 肺小叶模式图肺小叶模式图细支气管：细支气管：直径小于直径小于1mm；假复层或；假复层或单层纤毛柱状上皮；杯状单层纤毛柱状上皮；杯状细胞、软骨片、腺体少或细胞、软骨片、腺体少或无；环行平滑肌明显。无；环行平滑肌明显。终末细支气管：终末细支气管：直径小于直径小于0.5mm；单层柱状；单层柱状上皮，以克拉拉细胞为主，杯上皮，以克拉拉细胞为主，杯状细胞、软骨片和腺体消失；状细胞、软骨片和腺体消失；有完整的环行平滑肌。有完整的环行平滑肌。呼吸性细支气管：呼吸性细支气管：为终末为终末细支气管的分支。管壁有少量细支气管的分支。管壁有少量肺泡开口，故管壁不完整。管肺泡开口，故管壁不完整。管壁内衬单层立方上皮，上皮下壁内衬单层立方上皮，上皮下有少量结缔组织和平滑肌。有少量结缔组织和平滑肌。肺泡管：肺泡管：为呼吸性细支气管为呼吸性细支气管的分支。管壁有大量肺泡和肺的分支。管壁有大量肺泡和肺泡囊开口，自身管壁结构少，泡囊开口，自身管壁结构少，仅在肺泡管断面上，肺泡开口仅在肺泡管断面上，肺泡开口处的肺泡隔末端呈结节状膨大处的肺泡隔末端呈结节状膨大。肺泡囊：肺泡囊：为数个肺泡共同开为数个肺泡共同开口的囊腔。切片中，相邻肺泡口的囊腔。切片中，相邻肺泡口处无结节状膨大。口处无结节状膨大。肺泡：肺泡：由肺泡上皮围成，呈多面形薄壁囊泡，由肺泡上皮围成，呈多面形薄壁囊泡，成人数量达成人数量达3亿亿4亿个，总面积达亿个，总面积达100m2。肺。肺泡上皮由泡上皮由型肺泡细胞型肺泡细胞和和型肺泡细胞型肺泡细胞共同组共同组成。成。数量：数量：型细胞多。型细胞多。体积：体积： 型更大。型更大。覆盖肺泡表面：覆盖肺泡表面：型型9797； 型型3 3。型肺泡细胞型肺泡细胞光镜：光镜：细胞扁平，表面光滑，含细胞扁平，表面光滑，含核部分略厚，其它部分很薄。核部分略厚，其它部分很薄。 电镜：电镜：宽大而扁薄，细胞器少，宽大而扁薄，细胞器少，吞饮小泡多，细胞间有紧密连接吞饮小泡多，细胞间有紧密连接 功能：功能：气体交换，参与构成气血气体交换，参与构成气血屏障屏障; ; 转运肺泡表面活性物质和转运肺泡表面活性物质和微小尘粒。微小尘粒。 增殖活性：增殖活性：无增殖能力，损伤后无增殖能力，损伤后由由型细胞增殖分化补充。型细胞增殖分化补充。型肺泡细胞型肺泡细胞夹在夹在型细胞之间，数量少，呈立方形或圆形。型细胞之间，数量少，呈立方形或圆形。 型肺泡细胞能分泌一种磷脂类物质，称型肺泡细胞能分泌一种磷脂类物质，称表面活性物表面活性物质质，并布于肺泡腔内表面形成薄膜。该物质具有，并布于肺泡腔内表面形成薄膜。该物质具有降降低肺泡表面张力、防止肺泡塌陷及过度扩张低肺泡表面张力、防止肺泡塌陷及过度扩张的作用的作用。型细胞型细胞型细胞型细胞肺间质肺间质 即肺内结缔组织、血管、淋巴管及神经等。即肺内结缔组织、血管、淋巴管及神经等。相邻肺泡之间的间质，称相邻肺泡之间的间质，称肺泡隔肺泡隔，内含，内含毛细毛细血管、弹性纤维血管、弹性纤维和和巨噬细胞巨噬细胞等。其内的毛细等。其内的毛细血管紧贴肺泡上皮，弹性纤维有助肺泡回缩血管紧贴肺泡上皮，弹性纤维有助肺泡回缩。巨噬细胞能吞噬吸入的尘粒异物、细菌和。巨噬细胞能吞噬吸入的尘粒异物、细菌和渗出的红细胞等。吞噬尘粒后的巨噬细胞，渗出的红细胞等。吞噬尘粒后的巨噬细胞，称称尘细胞尘细胞。肺泡膈肺泡膈即相邻肺泡间的薄层即相邻肺泡间的薄层结缔组织，内有：结缔组织，内有：毛毛细血管网细血管网、丰、丰富的富的弹弹性纤维性纤维 、 巨噬细胞、巨噬细胞、成纤维细胞、浆细胞成纤维细胞、浆细胞和和肥大细胞肥大细胞等。毛细等。毛细血管与肺泡腔之间构血管与肺泡腔之间构成成气气- -血屏障血屏障。 肺泡孔肺泡孔存在于同一肺小叶存在于同一肺小叶内的相邻肺泡间相内的相邻肺泡间相通的小孔。通的小孔。可平衡细胞内气体可平衡细胞内气体含量，防止肺泡萎含量，防止肺泡萎缩；感染时易使炎缩；感染时易使炎症扩散蔓延。症扩散蔓延。气气- -血屏障血屏障又称又称呼吸膜呼吸膜，肺泡与血液间气体进行交换所通过的，肺泡与血液间气体进行交换所通过的结构。它由肺泡表面液体层、结构。它由肺泡表面液体层、 型肺泡细胞及其基型肺泡细胞及其基膜、薄层结缔组织、毛细血管基膜与内皮六层构成。膜、薄层结缔组织、毛细血管基膜与内皮六层构成。O2 表面活性物质层表面活性物质层 肺泡表面液体层肺泡表面液体层 型肺泡细胞与基膜型肺泡细胞与基膜 薄层结缔组织薄层结缔组织 毛细血管基膜与内皮毛细血管基膜与内皮CO2O2CO2（四）肺的血管（四）肺的血管肺的血管有两类：一类是进行气体交换作用的肺的血管有两类：一类是进行气体交换作用的功能性功能性血管血管，即肺动脉和肺静脉；另一类是营养肺和各级支，即肺动脉和肺静脉；另一类是营养肺和各级支气管的气管的营养性血管营养性血管，即支气管动脉和支气管静脉，即支气管动脉和支气管静脉。三、胸膜与纵隔三、胸膜与纵隔（一）胸膜：属浆膜（一）胸膜：属浆膜 脏胸膜脏胸膜 壁胸膜壁胸膜 胸膜顶胸膜顶 肋胸膜肋胸膜 纵膈胸膜纵膈胸膜 膈胸膜膈胸膜脏、壁胸膜在肺根处脏、壁胸膜在肺根处相互移行形成相互移行形成胸膜腔胸膜腔。胸膜腔胸膜腔胸膜腔，左右各一，胸膜腔，左右各一，互不互不相通，密闭呈负压相通，密闭呈负压。肋胸。肋胸膜和膈胸膜相互转折处，膜和膈胸膜相互转折处，形成一半环形较深的间隙形成一半环形较深的间隙，称，称肋膈隐窝肋膈隐窝，此处是胸，此处是胸膜腔最低的部位，胸膜腔膜腔最低的部位，胸膜腔积液常首先积存于此。积液常首先积存于此。（二）纵隔（二）纵隔定义：定义：指位于两侧纵隔指位于两侧纵隔胸膜之间的全部器官、胸膜之间的全部器官、结构和结缔组织。结构和结缔组织。分区：分区：分上、下纵隔。分上、下纵隔。下纵隔以又分为前、中下纵隔以又分为前、中、后纵隔。、后纵隔。内容物：内容物：有进出心的大有进出心的大血管、食管、气管、主血管、食管、气管、主支气管、胸导管等重要支气管、胸导管等重要结构。结构。第二节第二节 肺通气肺通气一、原理一、原理 推动气流的推动气流的动力动力与阻止气流的与阻止气流的阻力阻力相互作用，动相互作用，动力克服阻力促成肺通气。力克服阻力促成肺通气。 动力动力 原动力：原动力：呼吸肌的舒缩引起的呼吸肌的舒缩引起的呼吸运动呼吸运动 直接动力：直接动力：肺内压与大气压之间的肺内压与大气压之间的气压差气压差 胸膜腔内压胸膜腔内压 阻力阻力 弹性阻力：弹性阻力：来自胸廓和肺来自胸廓和肺 非弹性阻力：非弹性阻力：来自气道性状和气流性状等来自气道性状和气流性状等 形式形式：平静呼吸平静呼吸：平静呼吸时，主动吸气，被动呼气。肋间外肌作用膈肌：平静呼吸时，主动吸气，被动呼气。肋间外肌作用膈肌 用力呼吸用力呼吸：吸、呼气都为主动，且除膈肌和肋间外肌外，其它辅助呼：吸、呼气都为主动，且除膈肌和肋间外肌外，其它辅助呼吸肌也参与。吸肌也参与。胸式呼吸胸式呼吸以肋间外肌为主，以肋间外肌为主，腹式呼吸腹式呼吸以膈肌为主。以膈肌为主。原动力原动力呼吸运动呼吸运动 平静呼吸平静呼吸 胸式呼吸胸式呼吸 用力呼吸用力呼吸 腹式呼吸腹式呼吸 正常成人多用混合式呼吸正常成人多用混合式呼吸 膈肌和膈肌和肋间外肌肋间外肌收缩，收缩，膈顶下移，肋骨上提膈顶下移，肋骨上提胸廓外扩，肺在胸膜腔负压作胸廓外扩，肺在胸膜腔负压作用下被动扩张用下被动扩张( (因肺无主动扩缩因肺无主动扩缩的组织结构的组织结构) )肺内压大气压，肺内压大气压，气体经呼吸道入肺气体经呼吸道入肺膈肌和肋间外肌舒张，膈肌和肋间外肌舒张，肋骨和膈肌弹性回位肋骨和膈肌弹性回位胸廓容积缩小胸廓容积缩小, ,肺被动缩小肺被动缩小肺内压大气压，肺内压大气压，气体经呼吸道出肺气体经呼吸道出肺平静呼气时平静呼气时平静吸气时平静吸气时直接动力直接动力气压差气压差 气压差指肺内压与大气压之间的压力差。气压差指肺内压与大气压之间的压力差。 肺内压肺内压概念：概念：是指肺内气道和肺泡内气体的压力。是指肺内气道和肺泡内气体的压力。周期性变化：周期性变化：随呼吸运动而变化随呼吸运动而变化 平静吸气初：肺容积随胸廓扩大平静吸气初：肺容积随胸廓扩大肺内压肺内压 大气压大气压气出肺气出肺 平静呼气末：肺内压平静呼气末：肺内压 = = 大气压大气压 气流停气流停 用力呼吸时：肺内压的升降变化有所增加。用力呼吸时：肺内压的升降变化有所增加。 胸膜腔内压胸膜腔内压概念概念: : 指胸膜腔内的压力。指胸膜腔内的压力。成因成因: : 有少量浆液的密闭腔；有少量浆液的密闭腔；肺和胸廓是弹性组织；胸廓自然肺和胸廓是弹性组织；胸廓自然容积大于肺容积；壁层胸膜紧贴容积大于肺容积；壁层胸膜紧贴胸廓内壁胸廓内壁, , 大气压对其影响极小。大气压对其影响极小。压力压力: :平静吸气时：胸内压平静吸气时：胸内压 大气大气压压=0.7=0.71.3kPa1.3kPa；平静呼气时：胸；平静呼气时：胸内压内压 大气压大气压=0.4=0.40.7kPa0.7kPa。生理意义：生理意义：胸膜腔内压的存在具有胸膜腔内压的存在具有重要的生理意义。它不仅能维持肺重要的生理意义。它不仅能维持肺扩张，防止肺萎陷，还使肺与胸廓扩张，防止肺萎陷，还使肺与胸廓一起产生耦联运动，并能促使腔静一起产生耦联运动，并能促使腔静脉和胸导管扩张而利于静脉血和淋脉和胸导管扩张而利于静脉血和淋巴回流。巴回流。肺通气的阻力肺通气的阻力 肺通气阻力包括肺通气阻力包括弹性阻力弹性阻力和和非弹性阻力非弹性阻力。平静呼吸。平静呼吸时，弹性阻力约占总阻力的时，弹性阻力约占总阻力的70%。弹性阻力弹性阻力非弹性阻力非弹性阻力胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关肺弹性阻力肺弹性阻力 气道阻力气道阻力：与气体流动形式：与气体流动形式+ +气道半径有关气道半径有关粘滞阻力粘滞阻力惯性阻力惯性阻力肺弹性组织回缩力：肺弹性组织回缩力：1/31/3肺泡表面张力：肺泡表面张力：2/32/3常态下可忽略不计常态下可忽略不计肺弹性阻力肺弹性阻力 肺泡表面张力：肺泡表面张力：成因：成因：是由肺泡内表面覆盖的液体层与肺泡内的气体是由肺泡内表面覆盖的液体层与肺泡内的气体形成的液形成的液-气界面上的液体分子相互吸引而产生。气界面上的液体分子相互吸引而产生。作用：作用：使肺泡回缩到最小面积。使肺泡回缩到最小面积。肺回缩力：肺回缩力：由肺间质内弹性纤维的自然回缩形成。由肺间质内弹性纤维的自然回缩形成。 胸廓弹性阻力胸廓弹性阻力 自然位置时，弹性阻力不存在。小于自然位置时，自然位置时，弹性阻力不存在。小于自然位置时，弹性阻力向外，构成吸气的动力，呼气的阻力；大于弹性阻力向外，构成吸气的动力，呼气的阻力；大于自然位置时，相反。自然位置时，相反。 肺和胸廓的顺应性肺和胸廓的顺应性 由于难以测定肺和胸廓的弹性阻力，故通常由于难以测定肺和胸廓的弹性阻力，故通常用顺应性来反应弹性阻力的大小。用顺应性来反应弹性阻力的大小。 顺应性：顺应性：指在外力作用下弹性组织的可扩张指在外力作用下弹性组织的可扩张性。性。 顺应性大顺应性大= = 易扩张易扩张 = =弹性阻力小弹性阻力小 顺应性小顺应性小= =不易扩张不易扩张= =弹性阻力大弹性阻力大非弹性阻力非弹性阻力 只在呼吸运动时产生；只在呼吸运动时产生； 与气体流动形式及流速有关：与气体流动形式及流速有关： 层流层流阻力小；湍流阻力小；湍流阻力大；流速快阻力大；流速快阻力大阻力大 与气道半径的与气道半径的4 4次方成反比：（次方成反比：（R1R1r r4 4） 气道口径大小又受自主神经和儿茶酚胺等体液因气道口径大小又受自主神经和儿茶酚胺等体液因素影响。吸气时，交感神经兴奋使气道口径增大素影响。吸气时，交感神经兴奋使气道口径增大，阻力减小；呼气时，相反。这也是支气管哮喘，阻力减小；呼气时，相反。这也是支气管哮喘者呼气比吸气更为困难的主要原因。者呼气比吸气更为困难的主要原因。 二、肺通气功能的评价二、肺通气功能的评价 评价肺通气功能的重要指标评价肺通气功能的重要指标肺容量肺容量概念：概念：指肺容纳气体的量。指肺容纳气体的量。它随呼吸深度不同而变化。它随呼吸深度不同而变化。可用肺量计测定和描记。可用肺量计测定和描记。评价指标：评价指标：潮气量：潮气量：正常成人平静呼正常成人平静呼吸时平均吸时平均0.5L。补吸气量：补吸气量：正常成人约正常成人约1.5L2.0L。补呼气量：补呼气量：正常成人约正常成人约0.9L1.2L。余气量（残气量）：余气量（残气量）：正常正常成人约为成人约为2.5L。肺活量：肺活量：正常成年男性约正常成年男性约3.5L，女性约，女性约2.5L。可作为。可作为评价肺通气功能的指标。评价肺通气功能的指标。用力呼气量：用力呼气量：最深吸气后最深吸气后再尽力尽快呼气，在一定再尽力尽快呼气，在一定时间内所能呼出的气量。时间内所能呼出的气量。正常成人第正常成人第1s、2s、3s末末所呼出气量分别占肺活量所呼出气量分别占肺活量的的83%、96%、99%。是评。是评价肺通气功能较好的指标。价肺通气功能较好的指标。肺总量：肺总量：指肺所能容纳的指肺所能容纳的最大气量。正常成人男性最大气量。正常成人男性约约5.0L，女性约，女性约3.5L。 肺通气量肺通气量每分通气量：每分通气量：指每分钟进或出肺的气量，为潮气量与呼吸频率指每分钟进或出肺的气量，为潮气量与呼吸频率的乘积。正常成人平静呼吸时约为的乘积。正常成人平静呼吸时约为69L/min。最大通气量：最大通气量：最大限度快而深地呼吸，每分进或出肺的气量，最大限度快而深地呼吸，每分进或出肺的气量，正常成人可达正常成人可达70120L/min。是评价受试者能进行多大运动。是评价受试者能进行多大运动量的生理指标。量的生理指标。无效腔：无效腔：吸入但未能进行气体交换的气体所占的容积。吸入但未能进行气体交换的气体所占的容积。肺泡通气量：肺泡通气量：每分钟吸入肺泡且能与血液进行气体交换的气体每分钟吸入肺泡且能与血液进行气体交换的气体总量。每分肺泡通气量总量。每分肺泡通气量=（潮气量（潮气量-无效腔气量）无效腔气量）呼吸频率。呼吸频率。第三节第三节 气体交换气体交换 肺换气肺换气:指肺泡与血液间指肺泡与血液间O2和和CO2的交换过程的交换过程 组织换气组织换气:指血液与组织细胞间指血液与组织细胞间O2和和CO2的交换过程的交换过程 表面活性物质层表面活性物质层毛细血管基膜毛细血管基膜毛细血管内皮毛细血管内皮 肺泡上皮细胞肺泡上皮细胞 上皮基底膜上皮基底膜间隙间隙 肺泡腔肺泡腔 毛细血管腔毛细血管腔CO2O2RBC肺泡表面血管肺泡表面血管气气血屏障结构示意图血屏障结构示意图一、气体交换的原理一、气体交换的原理 气体的分压差是气体交换的气体的分压差是气体交换的动力动力。 气体分子在气体分子在分压差分压差的作用下总是从分压高处向分压的作用下总是从分压高处向分压低处扩散。即分压差决定扩散方向和扩散速度。低处扩散。即分压差决定扩散方向和扩散速度。不同部位不同部位PO2及及PCO2对照表对照表肺泡气肺泡气动脉血动脉血静脉血静脉血组织组织 PO2 PO2（mmHgmmHg）10210210010040403030 PCO2 PCO2（mmHgmmHg）4040404046465050二、气体交换的过程二、气体交换的过程 肺换气肺换气组织换气组织换气三、影响气体交换的因素三、影响气体交换的因素 气体扩散速度：气体扩散速度： 与气体的溶解度、分压差及分子量有关与气体的溶解度、分压差及分子量有关. . 呼吸膜：呼吸膜： 受其通透性、厚度及面积影响受其通透性、厚度及面积影响. . 通气血流（通气血流（V VA AQ Q）比值：）比值： V VA AQ=0.84Q=0.84时，通气与血流量相匹配，气时，通气与血流量相匹配，气体交换效率最高。体交换效率最高。第四节第四节 气体在血液中的运输气体在血液中的运输一、一、O2的运输的运输 物理溶解物理溶解:仅占血液总仅占血液总O2含量的含量的1.5%。 化学结合化学结合O2与血红蛋白（与血红蛋白（Hb）的结合：）的结合：占血液总占血液总O2含量含量的的98.5%。 Hb与与O2结合的特征结合的特征反应快、可逆、受反应快、可逆、受PO2PO2的影响、不需酶的催化的影响、不需酶的催化是氧合，非氧化是氧合，非氧化1 1分子分子HbHb可与可与4 4分子分子O2O2可逆结合可逆结合HbHb与与O O2 2的结合或解离曲线呈的结合或解离曲线呈S S形形 HbHb的氧饱和度的氧饱和度Hb氧容量（血氧容量氧容量（血氧容量）100 ml血液中血液中Hb所能结所能结合的最大合的最大 氧量称氧量称Hb氧容量氧容量Hb氧含量（血氧含量氧含量（血氧含量100ml血液中，血液中，Hb实际结实际结合的合的O2量称量称Hb的氧含量。的氧含量。Hb氧饱和度（氧饱和度（血氧饱和度）血氧饱和度）Hb氧含量与氧容量氧含量与氧容量的百分比为的百分比为Hb氧饱和度。即：氧饱和度。即：Hb氧容量氧容量Hb氧含量氧含量Hb氧饱和度（氧饱和度（%）=100% 氧解离曲线氧解离曲线概念：概念：是表示是表示PO2与与Hb氧饱和度关系的曲线。即表示氧饱和度关系的曲线。即表示不同不同PO2下，下，氧合氧合或或氧离氧离的情况。曲线呈的情况。曲线呈“S”形，可形，可分为三段。分为三段。影响因素：影响因素：主要有血液的主要有血液的PH、PCO2、温度和有机磷温度和有机磷化合物等。化合物等。 氧离曲线特点及其生理意义氧离曲线特点及其生理意义二、二、CO2的运输的运输物理溶解：物理溶解：约占血液约占血液CO2总含量的总含量的5%。化学结合：化学结合：约占约占CO2总运输量的总运输量的95%。碳酸氢盐形式：碳酸氢盐形式：约占约占CO2总运输量的总运输量的88%。氨基甲酸血红蛋白（氨基甲酸血红蛋白（HbNH2COOH）形式：）形式：约占约占CO2总运输量的总运输量的7%。HbNH2+H+CO2HHbNHCOOH+O2组织肺 第五节第五节 呼吸运动的调节呼吸运动的调节 一、呼吸中枢一、呼吸中枢（一）脊髓（一）脊髓 属联系高位脑和呼吸肌的属联系高位脑和呼吸肌的中继站中继站和和整合某些呼吸整合某些呼吸反射的初级中枢反射的初级中枢。在延髓与脊髓之间横断，呼吸立即。在延髓与脊髓之间横断，呼吸立即停止，说明脊髓停止，说明脊髓不能产生节律性活动不能产生节律性活动。（二）低位脑干（二）低位脑干包括延髓和脑桥。包括延髓和脑桥。在中脑和脑桥之间横断，呼吸节律在中脑和脑桥之间横断，呼吸节律无明显变化表明呼吸节律产生于低位脑干；在脑桥上无明显变化表明呼吸节律产生于低位脑干；在脑桥上、中部之间横断，呼吸变慢变深，如再切断双侧迷走、中部之间横断，呼吸变慢变深，如再切断双侧迷走神经，吸气大大延长，表明神经，吸气大大延长，表明脑桥脑桥上部有抑制吸气的中上部有抑制吸气的中枢结构，即枢结构，即呼吸调整中枢呼吸调整中枢，中下部有长吸中枢，也表，中下部有长吸中枢，也表明肺部迷走传入冲动有抑制吸气的作用；在脑桥与延明肺部迷走传入冲动有抑制吸气的作用；在脑桥与延髓之间横断，呼吸节律基本保持，但呼吸不规则，表髓之间横断，呼吸节律基本保持，但呼吸不规则，表明明延髓延髓是产生是产生基本呼吸节律的中枢基本呼吸节律的中枢（生命活动的基本（生命活动的基本中枢）中枢）（三）高位脑（三）高位脑 指脑桥以上的脑中枢（如指脑桥以上的脑中枢（如大脑皮质、边缘系统、大脑皮质、边缘系统、下丘脑等下丘脑等）也影响呼吸。其中，大脑皮质一定限度内）也影响呼吸。其中，大脑皮质一定限度内可随意控制呼吸运动可随意控制呼吸运动的活动，以保证其它重要的呼吸的活动，以保证其它重要的呼吸相关活动的完成。如说话、唱歌、咳嗽、吞咽、排便相关活动的完成。如说话、唱歌、咳嗽、吞咽、排便等。等。二、呼吸节律的形成二、呼吸节律的形成三、呼吸的反射性调节三、呼吸的反射性调节 呼吸的反射性调节来自各种感受器传入冲动。呼吸的反射性调节来自各种感受器传入冲动。重要的有以下几种：重要的有以下几种：（一）化学感受性反射（一）化学感受性反射1. 化学感受器化学感受器（1 1）中枢化学感受器：）中枢化学感受器：位于位于延髓腹外侧表层延髓腹外侧表层的对的对称化学敏感区域。引起中枢化学感受器兴奋的称化学敏感区域。引起中枢化学感受器兴奋的有效刺激是有效刺激是H H+ +而不是而不是COCO2 2。（2 2）外周化学感受器：）外周化学感受器：颈动脉体颈动脉体和和主动脉体主动脉体。当。当血液中缺血液中缺O O2 2、二氧化碳分压和二氧化碳分压和H H+ +增高时其传入的增高时其传入的神经冲动增加。神经冲动增加。中枢化学感受器中枢化学感受器外周化学感受器外周化学感受器2. CO2、 H+和低和低O2对呼吸的影响对呼吸的影响CO2 ：血液中一定水平的血液中一定水平的COCO2 2对维持呼吸和呼吸中枢对维持呼吸和呼吸中枢的兴奋性是必需的，但血中的兴奋性是必需的，但血中PCOPCO2 2增高或降低对呼增高或降低对呼吸有显著影响。吸有显著影响。实验证明，当动脉血中实验证明，当动脉血中PCOPCO2 2增高增高0.20.2kPakPa（1.5mmHg1.5mmHg），），便可使肺通气容量增大一倍便可使肺通气容量增大一倍，加快，加快COCO2 2的排出，以维持血中的的排出，以维持血中的COCO2 2含量的相对恒含量的相对恒定。若定。若PCOPCO2 2降低降低0.20.2kPakPa（1.5mmHg1.5mmHg），），会引起呼吸会引起呼吸暂停。暂停。H+ ：动脉血中动脉血中H H+ +增加，呼吸加深加快；增加，呼吸加深加快；H H+ +降低，呼吸降低，呼吸受到抑制。因受到抑制。因H H+ +不易血脑屏障，所以血中不易血脑屏障，所以血中H H+ +对呼吸对呼吸的调节主要是通过外周化学感受器实现的的调节主要是通过外周化学感受器实现的。低低O2:若若POPO2 2在一定范围内下降则可以引起呼吸增强。在一定范围内下降则可以引起呼吸增强。实验证明动脉血中实验证明动脉血中POPO2 2降到降到10.610.6kPakPa（80mmHg80mmHg）以下以下时，呼吸深度和频率都增加。这是通过血氧下降时，呼吸深度和频率都增加。这是通过血氧下降刺激外周化学感受器，引起呼吸中枢反射性兴奋刺激外周化学感受器，引起呼吸中枢反射性兴奋，导致呼吸加深加快。，导致呼吸加深加快。 低氧对呼吸的刺激作用完全通过外周化学感低氧对呼吸的刺激作用完全通过外周化学感受器实现的。受器实现的。低氧对中枢是压抑作用，但可通过低氧对中枢是压抑作用，但可通过外周化学感受器对抗这种压抑作用。但严重缺氧外周化学感受器对抗这种压抑作用。但严重缺氧外周化学感受器的反射性活动不足以克服缺氧对外周化学感受器的反射性活动不足以克服缺氧对中枢的压抑作用，最终导致呼吸障碍。中枢的压抑作用，最终导致呼吸障碍。 （二）肺牵张反射（二）肺牵张反射 概念：概念：由肺扩张或萎陷引起的呼吸反射性由肺扩张或萎陷引起的呼吸反射性变化，称为肺牵张反射或黑变化，称为肺牵张反射或黑-伯反射。包括伯反射。包括肺扩张反射和肺萎陷反射。肺扩张反射和肺萎陷反射。 意义：意义：阻止吸气不致过长过深或引起吸气阻止吸气不致过长过深或引起吸气活动。它与脑桥呼吸调整中枢共同调节着活动。它与脑桥呼吸调整中枢共同调节着呼吸的频率和深度。呼吸的频率和深度。（三）呼吸肌本体感受性反射（三）呼吸肌本体感受性反射 概念：概念：由呼吸肌的肌梭和腱器官。由呼吸肌的肌梭和腱器官。 意义：意义：当呼吸肌负荷增大，通过本体感受当呼吸肌负荷增大，通过本体感受器反射相应加强呼吸肌的收缩力，克服通器反射相应加强呼吸肌的收缩力，克服通气阻力实现有效肺通气。气阻力实现有效肺通气。（四）防御性呼吸反射（四）防御性呼吸反射 概念：概念：当呼吸道粘膜受到机械或化学刺激当呼吸道粘膜受到机械或化学刺激时，引起保护作用的防御性反射。常见的时，引起保护作用的防御性反射。常见的防御性反射有：咳嗽反射、喷嚏反射。防御性反射有：咳嗽反射、喷嚏反射。 意义：意义：清除刺激物，防止异物进入肺泡。清除刺激物，防止异物进入肺泡。小结小结 呼吸系统是由输送气体的呼吸道和进行气体交换的肺两部分呼吸系统是由输送气体的呼吸道和进行气体交换的肺两部分组成。其主要功能是完成体内、外组成。其主要功能是完成体内、外O2和和CO2的气体交换。的气体交换。 临床上通常将鼻、咽、喉称为上呼吸道，将气管、各级支气临床上通常将鼻、咽、喉称为上呼吸道，将气管、各级支气管称为下呼吸道。肺由肺内各级支气管及肺泡构成，肺泡是管称为下呼吸道。肺由肺内各级支气管及肺泡构成，肺泡是进行气体交换的主要场所。进行气体交换的主要场所。 呼吸的目的就是实现机体细胞与外环境之间的呼吸的目的就是实现机体细胞与外环境之间的O2与与CO2交换交换，从而保持内环境中，从而保持内环境中O2与与CO2的稳态，维持机体细胞正常的的稳态，维持机体细胞正常的新陈代谢和生理功能。呼吸过程包括三个环节：新陈代谢和生理功能。呼吸过程包括三个环节： 外呼吸外呼吸，分为肺通气和肺换气两个过程，肺通气是气体经过呼吸道，分为肺通气和肺换气两个过程，肺通气是气体经过呼吸道进、出肺泡的过程，肺换气是肺毛细血管血液中的气体与肺进、出肺泡的过程，肺换气是肺毛细血管血液中的气体与肺泡气进行交换的过程，其结果是静脉血转化为动脉血；气泡气进行交换的过程，其结果是静脉血转化为动脉血；气体在血液中的运输，完成动脉血运到组织利用和静脉血运到体在血液中的运输，完成动脉血运到组织利用和静脉血运到肺排出体外的过程；肺排出体外的过程； 内呼吸，是动脉血与组织细胞之间内呼吸，是动脉血与组织细胞之间的气体交换过程，其结果是动脉血变为静脉血。其中，肺的气体交换过程，其结果是动脉血变为静脉血。其中，肺通气是在动力克服阻力的情况下实现的，而肺换气和组织换气通气是在动力克服阻力的情况下实现的，而肺换气和组织换气是在气体分压差的作用下实现的。气体在血液中的运输则是实是在气体分压差的作用下实现的。气体在血液中的运输则是实现肺换气和组织换气的重要中间过程。气体运输的方式有物理现肺换气和组织换气的重要中间过程。气体运输的方式有物理溶解和化学结合两种，由于溶解和化学结合两种，由于O2与与CO2在血液中溶解的量很少，在血液中溶解的量很少，所以，化学结合形式的运输是主要方式。所以，化学结合形式的运输是主要方式。O2主要与主要与Hb结合变结合变为为HbO2运输。运输。CO2的化学结合形式有两种，其一是与水反应的化学结合形式有两种，其一是与水反应转化为碳酸氢盐的形式运输；其二为与转化为碳酸氢盐的形式运输；其二为与Hb结合转化为结合转化为HHbNHCOOH形式运输。呼吸的深浅和快慢在内、外环境变化形式运输。呼吸的深浅和快慢在内、外环境变化时可以得到一定程度的调节，调节的主要途径是化学感受性时可以得到一定程度的调节，调节的主要途径是化学感受性反射，调节的反射，调节的目的是维持血液中目的是维持血液中O2、CO2以及以及H+的相对稳定的相对稳定，从而使生理功能得以正常进行。，从而使生理功能得以正常进行。