生理学呼吸气体交换运输调节精选课件.ppt

关于生理学呼吸气体交换运输调节第一页，本课件共有59页第五章第五章 呼呼 吸吸 respiration第二页，本课件共有59页 呼吸运动的调节呼吸运动的调节 概述概述肺通气肺通气肺换气和组织换气肺换气和组织换气气体在血液中的运输气体在血液中的运输呼吸生理呼吸生理主要主要主要主要内容内容内容内容第三页，本课件共有59页肺换气和组织换气肺换气和组织换气第四页，本课件共有59页气体交换的原理气体交换的原理气体扩散：气体扩散：气体分子从分压高处向分压低处气体分子从分压高处向分压低处发生净转移的过程。发生净转移的过程。分压差分压差 是气体分子扩散的动力。是气体分子扩散的动力。第五页，本课件共有59页 p：分压差：分压差 T：温度：温度 A：扩散面积：扩散面积 s：溶解度：溶解度 d：扩散距离：扩散距离 MW：分子量：分子量气体扩散速率气体扩散速率D D：单位时间气体扩散的容积。：单位时间气体扩散的容积。气体扩散速率气体扩散速率第六页，本课件共有59页n n气体分压：气体分压：气体分压：气体分压：在混合气体中某种气体所占有的压力。在混合气体中某种气体所占有的压力。气体分压气体分压=总压力总压力该气体的容积百分比该气体的容积百分比气体的分压气体的分压第七页，本课件共有59页CO2O2CO2O2动脉血动脉血:PO2:100mmHgPCO2:40mmHg组织组织:PO2:30mmHgPCO2:50mmHg静脉血静脉血:PO2:40mmHgPCO2:46mmHg肺泡气肺泡气:PO2:104mmHgPCO2:40mmHg第八页，本课件共有59页肺泡肺泡静脉血静脉血动脉血动脉血组织组织Po21044010030Pco240464050不同部位的不同部位的POPO2 2和和PCOPCO2 2(mmHg)(mmHg)气体的分压差气体的分压差P P大，扩散快。大，扩散快。气体的分压差是气体交换的动力，决定气体气体的分压差是气体交换的动力，决定气体扩散方向。扩散方向。第九页，本课件共有59页 为扩散系数为扩散系数 血浆溶解度血浆溶解度:O:O2 2 2.14ml/100ml2.14ml/100ml COCO2 2 54.1ml/100ml54.1ml/100ml 分子量：分子量：O O2 2 32 COCO2 2 44 44 COCO2 2的扩散系数是的扩散系数是O O2 2的的2020倍。倍。气体的分子量和溶解度气体的分子量和溶解度临床联系：缺临床联系：缺O O2 2比比COCO2 2 潴留给容易发生。潴留给容易发生。第十页，本课件共有59页 扩散速率与扩散面积扩散速率与扩散面积(A)(A)呈正比；呈正比；与距离与距离(d)(d)呈反比。呈反比。扩散速率与温度扩散速率与温度(T)(T)呈正比。呈正比。气体的扩散面积、距离和温度气体的扩散面积、距离和温度第十一页，本课件共有59页肺肺 换换 气气 肺泡肺泡血液血液 O2CO2静脉血静脉血 动脉血动脉血 特点特点:迅速迅速，不到，不到0.3s即可达气体交换平衡。即可达气体交换平衡。第十二页，本课件共有59页组织换气组织换气组织细胞组织细胞血液血液 O2CO2静脉血静脉血 动脉血动脉血 第十三页，本课件共有59页呼吸膜呼吸膜第十四页，本课件共有59页 呼吸膜的厚度呼吸膜的厚度 呼吸膜的面积呼吸膜的面积 通气通气/血流比值（血流比值（V/QV/Q比值）比值）影响肺换气的因素影响肺换气的因素第十五页，本课件共有59页通气通气/血流比值（血流比值（V/QV/Q比值）比值）通气通气/血流比值：血流比值：每分钟肺泡通气量每分钟肺泡通气量(V(VA A)与每分钟肺血流量与每分钟肺血流量(Q)(Q)的比值。的比值。正常值成人安静时正常值成人安静时：4.2L/min4.2L/min5L/min5L/min第十六页，本课件共有59页肺泡通气量不变，肺血流量减少肺泡通气量不变，肺血流量减少则则:VAQ 1.684.22.5V/QV/Q比值增大比值增大,意味着部分肺泡气未能与血液充分交意味着部分肺泡气未能与血液充分交换换,相当于相当于肺泡无效腔增大。肺泡无效腔增大。4.2L/min4.2L/min2.5L/min2.5L/min第十七页，本课件共有59页3L/min3L/min5L/min5L/min肺泡通气量下降，而肺血流量不变肺泡通气量下降，而肺血流量不变,则则:V/QV/Q比值减小比值减小,通气不足通气不足,V,V血中的气体不能充分更新血中的气体不能充分更新,犹如发生了犹如发生了动动-静脉短路静脉短路。第十八页，本课件共有59页 支气管痉挛支气管痉挛 肺栓塞肺栓塞V/Q=0.84 V/Q=0.84 通气血流匹配正常通气血流匹配正常V/Q0.84 V/Q0.84V/Q0.84肺泡无效腔增加肺泡无效腔增加第十九页，本课件共有59页气体在血液中的运输气体在血液中的运输第二十页，本课件共有59页 O O2 2与与COCO2 2在血液中的运输形式在血液中的运输形式物理溶解（前提）物理溶解（前提）化学结合化学结合 (主要主要)红细胞红细胞 血血 液液肺泡肺泡组织组织 O2 溶解溶解O2 结合结合O2 溶解溶解O2 O2CO2 溶解溶解CO2 结合结合CO2 溶解溶解CO2 CO2第二十一页，本课件共有59页n物理溶解：物理溶解：1.5%1.5%n化学结合：化学结合：98.5%98.5%nO2与与RBC内的血红蛋白（内的血红蛋白（Hb）结合形成）结合形成氧合血红蛋白（氧合血红蛋白（HbO2）氧的运输氧的运输第二十二页，本课件共有59页 血红蛋白的分子结构血红蛋白的分子结构血红蛋白血红蛋白=珠蛋白珠蛋白+亚铁血红素亚铁血红素 X 4X 4 氧与氧与氧与氧与亚铁亚铁亚铁亚铁结合结合结合结合第二十三页，本课件共有59页 快速、可逆、不需酶催化、受氧分压影响快速、可逆、不需酶催化、受氧分压影响;O2与与与与HbHb的的的的结结结结合合合合是是是是氧氧氧氧合合合合不不不不是是是是氧氧氧氧化化化化，Fe2+与与O2的的结结合合后仍是亚铁后仍是亚铁;饱和现象：饱和现象：饱和现象：饱和现象：1 1 1 1分子分子Hb可结合可结合4 4分子分子O2；Hb与与与与OO2的结合或解离曲线呈的结合或解离曲线呈的结合或解离曲线呈的结合或解离曲线呈“S”型。型。型。型。Hb与与O2结合的特征结合的特征Hb+O2 2 HbO2 2肺肺PO2组织组织 PO2第二十四页，本课件共有59页血红蛋白氧容量：血红蛋白氧容量：每升每升(L)血液中血红蛋白所能负载的最大氧量。血液中血红蛋白所能负载的最大氧量。血红蛋白氧含量血红蛋白氧含量：每升每升(L)血液中血红蛋白实际结合的氧量。血液中血红蛋白实际结合的氧量。血红蛋白氧饱和度：血红蛋白氧饱和度：血红蛋白氧含量占血红蛋白氧容量的百分数。血红蛋白氧含量占血红蛋白氧容量的百分数。动脉血动脉血95%95%，混合静脉血混合静脉血75%75%血氧指标血氧指标第二十五页，本课件共有59页 HbOHbO2 2 2 2呈鲜红色呈鲜红色呈鲜红色呈鲜红色,Hb,Hb呈紫蓝色；呈紫蓝色；呈紫蓝色；呈紫蓝色；当当体体表表毛毛细细血血管管中中去去氧氧Hb含含量量5g/100ml时时，皮皮肤、粘膜呈青紫，称肤、粘膜呈青紫，称紫绀。紫绀。紫绀。紫绀。紫绀可能提示有缺氧。紫绀可能提示有缺氧。注意：缺氧不一定紫绀注意：缺氧不一定紫绀 如：严重如：严重贫血，贫血，COCO中毒中毒 紫绀不一定缺氧紫绀不一定缺氧 如：高原性红细胞增多症如：高原性红细胞增多症第二十六页，本课件共有59页氧离曲线上段氧离曲线上段PO2 2 60 60100mmHg 曲线较平坦曲线较平坦曲线较平坦曲线较平坦反映反映反映反映HbHb与与O2 2的结合的结合生理意义生理意义:P02在这一范围内变化对在这一范围内变化对Hb饱和度影响不大。饱和度影响不大。只要动脉血只要动脉血PO2不低于不低于60mmHg，Hb氧饱和度便不会低于氧饱和度便不会低于90%，组织就不会明显缺氧。，组织就不会明显缺氧。第二十八页，本课件共有59页氧离曲线中段氧离曲线中段 POPO2 40-60mmHg 40-60mmHg曲线较陡曲线较陡曲线较陡曲线较陡 反映反映反映反映HbO2 2释放释放O2 2的部分的部分生理意义：生理意义：血液流经组织时能够释放较多的氧，满足安血液流经组织时能够释放较多的氧，满足安静状态下组织代谢需求。静状态下组织代谢需求。安静时，血液流经组织时释放出的氧仅占动脉血氧含安静时，血液流经组织时释放出的氧仅占动脉血氧含量量25%左右。左右。第二十九页，本课件共有59页氧离曲线下段氧离曲线下段 POPO2 21540mmHg40mmHg曲线最陡曲线最陡 反映反映反映反映HbO2最易释放最易释放O2 2的部分的部分生理意义：生理意义：生理意义：生理意义：代表血液释放氧的贮备，保证代谢增强时组代表血液释放氧的贮备，保证代谢增强时组织得到更多的氧。织得到更多的氧。代谢加强时，血液流经组织时释放出的氧可代谢加强时，血液流经组织时释放出的氧可达动脉血氧含量达动脉血氧含量75%75%。第三十页，本课件共有59页通常以通常以P50作为作为Hb与与O2亲和亲和力的指标，力的指标，P50是是Hb氧饱和度达到氧饱和度达到50%时血液的时血液的P02,正常值是正常值是26.5mmHg，P50增大，表明增大，表明Hb与与O2亲和力下亲和力下降降,曲线右移；曲线右移；P50减小，表明减小，表明Hb与与O2亲和力增大，曲线左亲和力增大，曲线左移。移。氧解离曲线移位氧解离曲线移位第三十一页，本课件共有59页 血液血液血液血液pHpH、PCOPCOPCOPCO2 2HbHb与与与与O O2 2亲和力亲和力氧离曲线右氧离曲线右移；相反时左移。移；相反时左移。血液血液血液血液pHpH和和PCOPCOPCOPCO2 2 2 2对氧离曲线对氧离曲线对氧离曲线对氧离曲线的影响，称波尔效应。的影响，称波尔效应。的影响，称波尔效应。的影响，称波尔效应。波尔效应的意义：即有利波尔效应的意义：即有利波尔效应的意义：即有利波尔效应的意义：即有利于肺毛细血管血液氧的结合，于肺毛细血管血液氧的结合，于肺毛细血管血液氧的结合，于肺毛细血管血液氧的结合，也有利于组织处氧的释放。也有利于组织处氧的释放。也有利于组织处氧的释放。也有利于组织处氧的释放。影响氧解离曲线的因素影响氧解离曲线的因素第三十二页，本课件共有59页 温度温度HbHb与与与与O O O O2 2 2 2亲和力亲和力亲和力亲和力氧离曲线右移；氧离曲线右移；氧离曲线右移；氧离曲线右移；反之，反之，反之，反之，氧离曲线左移。氧离曲线左移。氧离曲线左移。氧离曲线左移。第三十三页，本课件共有59页 2,3-2,3-2,3-2,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(2,3-DPG)(2,3-DPG)(2,3-DPG)(2,3-DPG)HbHbHbHb与与与与O O O O2 2亲和力亲和力氧离曲线右移；反之曲线左移。氧离曲线右移；反之曲线左移。2,3-DPG2,3-DPG是是是是RBCRBCRBCRBC无氧酵解无氧酵解无氧酵解无氧酵解的产物；的产物；的产物；的产物；慢性缺氧、贫血、高原慢性缺氧、贫血、高原低氧等情况，低氧等情况，2,3-DPG；血库长期保存的血液，糖血库长期保存的血液，糖血库长期保存的血液，糖血库长期保存的血液，糖酵解停止，酵解停止，2,3-DPG。第三十四页，本课件共有59页生理意义：氧的解离要与组织细生理意义：氧的解离要与组织细胞的新陈代谢过程相适应。胞的新陈代谢过程相适应。氧解离曲线及其变化的生理意义氧解离曲线及其变化的生理意义第三十五页，本课件共有59页 （一）物理溶解：（一）物理溶解：5%5%（二）化学结合：（二）化学结合：95%95%COCO2 2的运输的运输 碳酸氢盐碳酸氢盐:88%氨基甲酸血红蛋白氨基甲酸血红蛋白:7%第三十六页，本课件共有59页C0C02 2碳酸氢盐形式碳酸氢盐形式的运的运的运的运输输输输形式形式形式形式第三十七页，本课件共有59页不需酶催化不需酶催化不需酶催化不需酶催化,受受受受HbHbHbHb含含含含O O O O2 2 2 2量量量量影响影响影响影响.组织组织 COCO2 2 CO2+HbNH+HbNH2 HbNHCOOH HbN HHbN H2+COCO2 2 CO2 红细胞红细胞红细胞红细胞 肺泡肺泡肺泡肺泡 C0C02 2氨基甲酸血红蛋白氨基甲酸血红蛋白氨基甲酸血红蛋白氨基甲酸血红蛋白的运输形式的运输形式的运输形式的运输形式第三十八页，本课件共有59页二氧化碳的化学二氧化碳的化学结结合运合运输输形式形式第三十九页，本课件共有59页 O O2 2及及COCO2 2的运输过程是相互影响的。的运输过程是相互影响的。COCO2 2通过波尔效通过波尔效应影响应影响HbHb与与O O2 2的结合和释放，的结合和释放，O O2 2又通过霍尔登效应影响又通过霍尔登效应影响HbHb与与COCO2 2的结合和释放。的结合和释放。PCOPCO2 2升高促进升高促进升高促进升高促进O O O O2 2 2 2的释放的释放的释放的释放-波尔效应波尔效应 POPOPOPO2 2的升高促进的升高促进的升高促进的升高促进COCO2 2的释放的释放-霍尔登效应霍尔登效应第四十页，本课件共有59页呼吸运动的调节呼吸运动的调节第四十一页，本课件共有59页呼吸中枢呼吸中枢:指中枢内产生和调节呼吸指中枢内产生和调节呼吸指中枢内产生和调节呼吸指中枢内产生和调节呼吸运动的神经细胞群。运动的神经细胞群。运动的神经细胞群。运动的神经细胞群。呼吸中枢与呼吸节律的形成呼吸中枢与呼吸节律的形成第四十二页，本课件共有59页脑脑桥桥延延髓髓低位脑干横断实验低位脑干横断实验第四十三页，本课件共有59页低位脑干低位脑干(指脑桥和延髓指脑桥和延髓)延髓有产生呼吸节律的延髓有产生呼吸节律的基本中枢基本中枢。脑桥上部有呼吸脑桥上部有呼吸调整中枢。调整中枢。调整中枢。调整中枢。高位脑高位脑(指大脑皮层、边缘系统、下丘脑等指大脑皮层、边缘系统、下丘脑等)大脑皮层对呼吸的调节系统是大脑皮层对呼吸的调节系统是随意的调节系统随意的调节系统随意的调节系统随意的调节系统。脊髓脊髓是联系脑和呼吸肌的中继站和整合某些呼是联系脑和呼吸肌的中继站和整合某些呼吸反射的吸反射的初级中枢初级中枢。脑干图脑干图第四十四页，本课件共有59页呼吸节律的形成（了解）呼吸节律的形成（了解）第四十五页，本课件共有59页呼吸运动的反射性调节呼吸运动的反射性调节 化学感受性呼吸反射（重点）化学感受性呼吸反射（重点）肺牵张反射肺牵张反射 呼吸肌本体感受性反射呼吸肌本体感受性反射 防御性呼吸反射防御性呼吸反射 第四十六页，本课件共有59页 化学感受性反射化学感受性反射 化学感受器化学感受器:适适宜宜刺刺激激:A A血血或或脑脑脊脊液液中中的的COCO2 2、O O2 2和和H H+浓浓度度的变化。的变化。外周化学感受器外周化学感受器 :颈动脉体和主动脉体颈动脉体和主动脉体 中枢化学感受器中枢化学感受器 :延髓腹外侧浅表部位延髓腹外侧浅表部位第四十七页，本课件共有59页 外周化学感受器外周化学感受器颈颈A体体 主主A体体 (+)(+)PCO2 PO2H+（A血中）血中）第四十八页，本课件共有59页位于延髓腹外侧浅表部位于延髓腹外侧浅表部中枢化学感受器中枢化学感受器生理性刺激物：生理性刺激物：脑脊液和局部细胞外液脑脊液和局部细胞外液中的中的H+第四十九页，本课件共有59页 动脉血动脉血动脉血动脉血COCO2通过血脑屏障进入脑脊液，在碳酸酐酶通过血脑屏障进入脑脊液，在碳酸酐酶作用下与作用下与H2O生成生成H2 2CO3，解离出，解离出H+，间接刺激中枢，间接刺激中枢，间接刺激中枢，间接刺激中枢化学感受器兴奋。化学感受器兴奋。化学感受器兴奋。化学感受器兴奋。第五十页，本课件共有59页中枢化学感受器反应特点：中枢化学感受器反应特点：1）对血液中）对血液中CO2反应慢反应慢 2）对血液）对血液H+反应慢且弱反应慢且弱 3）不感受血液中低）不感受血液中低O2刺激刺激第五十一页，本课件共有59页 CO2、H+和和O2对呼吸的调节对呼吸的调节第五十二页，本课件共有59页 PCO2 2在一定范围内升高，呼吸加深加快，肺在一定范围内升高，呼吸加深加快，肺通气量通气量；吸入气吸入气吸入气吸入气COCO2 2超过超过超过超过7%时，肺通气不能相应增加，时，肺通气不能相应增加，时，肺通气不能相应增加，时，肺通气不能相应增加，出现中枢抑制现象，称出现中枢抑制现象，称出现中枢抑制现象，称出现中枢抑制现象，称COCO2 2麻醉。麻醉。一定水平的一定水平的一定水平的一定水平的P PCOCO2是维持呼吸中枢正常兴奋性所是维持呼吸中枢正常兴奋性所是维持呼吸中枢正常兴奋性所是维持呼吸中枢正常兴奋性所必需的生理刺激物，过低可出现呼吸暂停；必需的生理刺激物，过低可出现呼吸暂停；必需的生理刺激物，过低可出现呼吸暂停；必需的生理刺激物，过低可出现呼吸暂停；CO2对呼吸运动的调节对呼吸运动的调节第五十三页，本课件共有59页 CO2的的作用途径作用途径 A血血PCO2 外周化学感受器外周化学感受器 窦窦窦窦 NN 迷走迷走迷走迷走NN 延髓呼吸中枢延髓呼吸中枢延髓呼吸中枢延髓呼吸中枢 呼吸加深、加快呼吸加深、加快 CO2进入脑组织进入脑组织 (CO2+H2OH2CO3+H+)中枢化学感受器中枢化学感受器(主要途径主要途径)（+）（+）（+）第五十四页，本课件共有59页H+对呼吸的调节对呼吸的调节 A血中血中H+外周化学感外周化学感受器途径受器途径呼吸呼吸加强加强血液中的血液中的H不易通过血脑屏障不易通过血脑屏障,故对中故对中枢化学感受器的影响很弱。枢化学感受器的影响很弱。第五十五页，本课件共有59页低低O2对呼吸的调节对呼吸的调节当当A血中血中PO260mmHg时：时：呼吸无明显变化呼吸无明显变化;当当A血中血中 40mmHgPO2 60mmHg时，时，呼吸加深加快呼吸加深加快;当当A血中血中 PO2 40mmHg时时,称重度缺氧，呼吸抑制。称重度缺氧，呼吸抑制。第五十六页，本课件共有59页呼吸中枢呼吸中枢外周化学外周化学 感受器感受器呼吸呼吸中枢中枢呼吸加呼吸加强强动脉血中动脉血中PO2低氧对呼吸的影响机制低氧对呼吸的影响机制:(+)(+)(-)第五十七页，本课件共有59页轻中度缺氧，刺激外周化学感受器兴奋呼吸轻中度缺氧，刺激外周化学感受器兴奋呼吸中枢作用强于直接抑制作用，表现为呼吸加中枢作用强于直接抑制作用，表现为呼吸加强；强；重毒缺氧，对呼吸中枢的直接抑制作用更强，重毒缺氧，对呼吸中枢的直接抑制作用更强，表现为呼吸抑制。表现为呼吸抑制。低低O2对呼吸的调节对呼吸的调节第五十八页，本课件共有59页2022/12/11感谢大家观看第五十九页，本课件共有59页