生理学课件 呼吸.ppt

呼吸呼吸(respiration)：机体与外界环境机体与外界环境之间的气体交换过程。之间的气体交换过程。第五章第五章 呼呼 吸吸第五章第五章 呼呼 吸吸第一节第一节 肺通气肺通气第二节第二节 肺换气和组织换气肺换气和组织换气第三节第三节 气体在血液中的运输气体在血液中的运输第四节第四节 呼吸运动的调节呼吸运动的调节 第一节第一节 肺通气肺通气（pulmonary ventilation）（一）肺通气的动力（一）肺通气的动力直接动力：直接动力：肺内压与大气压之间的压力差肺内压与大气压之间的压力差原动力：原动力：呼吸运动呼吸运动 吸气肌收缩吸气肌收缩 胸廓扩大胸廓扩大 肺扩张肺扩张 肺内压肺内压 大气压大气压 呼气呼气一、肺通气的原理一、肺通气的原理 吸气肌：吸气肌：膈肌膈肌 肋间外肌肋间外肌 呼气肌：呼气肌：肋间内肌肋间内肌 腹肌腹肌辅助呼吸肌：辅助呼吸肌：斜角肌斜角肌 胸锁乳突肌胸锁乳突肌 胸肌胸肌 背肌背肌1.1.呼吸运动呼吸运动(respiratory movement)是指呼吸肌收缩、舒张造成的胸廓扩大和缩小。是指呼吸肌收缩、舒张造成的胸廓扩大和缩小。呼吸肌呼吸肌（1 1）呼吸运动的过程）呼吸运动的过程 1 1）平静呼吸时）平静呼吸时 吸气运动吸气运动（主动过程）（主动过程）膈膈肌肌和和肋肋间间外外肌肌收收缩缩膈膈顶顶下下降降、肋肋骨骨和和胸胸骨骨上上举举、肋肋骨骨下下缘缘外外翻翻胸胸腔腔上上下下径径、前前后后径径、左左右右径径胸胸腔腔容容量量肺肺被被动动扩扩张张肺肺容容积积肺肺内内压压 大气压大气压外界气体进入肺泡。外界气体进入肺泡。呼气运动呼气运动（被动过程）（被动过程）膈膈肌肌、肋肋间间外外肌肌舒舒张张膈膈顶顶上上升升、肋肋骨骨和和胸胸骨骨复复位位胸胸廓廓回回位位胸胸腔腔容容积积肺肺弹弹性性回回缩缩肺肺容容积积肺内压肺内压并大于大气压并大于大气压气体由肺排出。气体由肺排出。2 2）用力呼吸用力呼吸 用用力力吸吸气气时时，辅辅助助吸吸气气肌肌也也参参加加，胸胸廓廓容容积进一步扩大。积进一步扩大。用力呼气时，用力呼气时，除吸气肌舒张外，呼气肌也除吸气肌舒张外，呼气肌也参加（参加（肋间内肌肋间内肌+腹肌收缩腹肌收缩），胸廓容积进一步），胸廓容积进一步缩小。缩小。特点：吸气和呼气都是主动运动。特点：吸气和呼气都是主动运动。腹式呼吸和胸式呼吸腹式呼吸和胸式呼吸 腹式呼吸：膈肌活动为主腹式呼吸：膈肌活动为主 胸式呼吸：肋间外肌活动为主胸式呼吸：肋间外肌活动为主平静呼吸和用力呼吸平静呼吸和用力呼吸(2)(2)呼吸呼吸运动的形式运动的形式2.2.肺内压肺内压(intrapulmonary pressure)是指肺泡内的压力。是指肺泡内的压力。吸气吸气胸廓扩大胸廓扩大肺扩张肺扩张肺容积肺容积肺内压肺内压 大气压大气压大气压大气压气体出肺气体出肺肺内压渐减肺内压渐减肺肺内压内压=大气压大气压呼气停止呼气停止 吸气初：肺内压吸气初：肺内压 大气压大气压 呼气开始呼气开始 呼气末：肺内压呼气末：肺内压 =大气压大气压 呼气停止呼气停止3.3.胸膜腔内压胸膜腔内压(intrapleural pressure)测量：直接法测量：直接法 间接法间接法 平静呼吸时，胸膜平静呼吸时，胸膜腔内压始终低于大气腔内压始终低于大气压，即为负值。压，即为负值。概念：概念：胸膜腔内的压力。胸膜腔内的压力。胸膜腔内负压的形成胸膜腔内负压的形成 前提条件前提条件: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；肺和胸廓是弹性组织；胸廓自然容积胸廓自然容积 肺自然容积；肺自然容积；壁层胸膜紧贴于胸廓内壁壁层胸膜紧贴于胸廓内壁,大气压对其影响极小。大气压对其影响极小。胸内压胸内压=肺内压肺内压 肺回缩压肺回缩压 =大气压大气压 肺回缩压肺回缩压 =肺回缩压肺回缩压 呼气末呼气末:(-5-3mmHg)吸气末吸气末:(-10-5mmHg)胸内负压的作用：胸内负压的作用：维持肺泡扩张维持肺泡扩张状态，使肺随状态，使肺随胸廓运动而运胸廓运动而运动。动。利于静脉血及利于静脉血及组织液回流组织液回流 呼吸运动（原动力）呼吸运动（原动力）胸膜腔的存在胸膜腔的存在肺随肺随 胸廓张缩而张缩胸廓张缩而张缩 建立肺内压与大气压之建立肺内压与大气压之间的压力差（直接动力）间的压力差（直接动力）肺通气肺通气小结：小结：弹性阻力弹性阻力（70%，静态阻力）：，静态阻力）：肺、胸廓肺、胸廓（二）肺通气的阻力（二）肺通气的阻力非弹性阻力非弹性阻力（30%，动态阻力）：，动态阻力）：气道阻力、惯性阻力、粘滞阻力气道阻力、惯性阻力、粘滞阻力1.1.弹性阻力弹性阻力（R）和顺应性（）和顺应性（C）弹性阻力：弹性阻力：物体对抗外力作用引起变形的力。物体对抗外力作用引起变形的力。顺顺 应应 性：性：弹性组织在外力作用下的可扩展性。弹性组织在外力作用下的可扩展性。CV/P 顺应性与弹性阻力成反变关系：顺应性与弹性阻力成反变关系：C=1R肺顺应性（肺顺应性（C CL L）肺容积的变化（肺容积的变化（V V）跨肺压的变化（跨肺压的变化（P P）（1 1）肺的）肺的弹性阻力和顺应性弹性阻力和顺应性 肺弹性阻力的来源肺弹性阻力的来源 肺本身的弹性回缩力肺本身的弹性回缩力 (弹性纤维及胶原纤维弹性纤维及胶原纤维)占占1/31/3 肺扩张肺扩张肺弹性纤维，胶原纤维被牵肺弹性纤维，胶原纤维被牵拉拉肺的弹性回缩力肺的弹性回缩力弹性阻力弹性阻力肺顺肺顺应性应性 液气界面表面张力液气界面表面张力 占占2/32/3 根据根据LaplaceLaplace定律定律:P(N/m:P(N/m2 2)肺泡液肺泡液-气界面的压强气界面的压强(P):(P):与表面张力系数与表面张力系数(T)(T)成成正比与肺泡半径正比与肺泡半径(r)(r)成反比。成反比。2T(N/m)2T(N/m)r(mr(m)液气界面表面张力的作用液气界面表面张力的作用 表面活性物质表面活性物质(pulmonary surfactant)由肺泡由肺泡型细胞产生，主要成分是型细胞产生，主要成分是二棕榈酰卵二棕榈酰卵磷脂（磷脂（DPPC）和和表面活性物质结合蛋白（表面活性物质结合蛋白（SP）。作。作用用降低表面张力。降低表面张力。肺泡表面活性物质作用：肺泡表面活性物质作用：降低肺泡液气界面表面张力降低肺泡液气界面表面张力 生理意义生理意义:维持大小肺泡容积稳定维持大小肺泡容积稳定 (小肺泡小肺泡DPPC密密度大，度大，降降T较较大大)减小肺间质和肺内的组织液生成，减小肺间质和肺内的组织液生成，防止肺水肿的发生。防止肺水肿的发生。降低吸气阻力，减少吸气做功。降低吸气阻力，减少吸气做功。（吸）（吸）气气肺泡表面积肺泡表面积DPPCDPPC（分散）（分散）降表面张力的作用降表面张力的作用肺泡表面张力肺泡表面张力肺泡（回缩）肺泡（回缩）防肺泡（破裂）防肺泡（破裂）(萎陷萎陷)(呼呼)()(密集密集)()()(扩张扩张)临床临床：成成人人肺肺炎炎、肺肺血血栓栓等等表表面面活活性性物物质质肺不张。肺不张。6 67 7个个月月胎胎儿儿才才开开始始分分泌泌表表面面活活性性物物质质，故故早早产产儿儿可可因因缺缺乏乏表表面面活活性性物物质质而而发发生生肺肺不不张张和和新新生生儿儿肺肺透透明明膜膜病病呼吸窘迫综合征。呼吸窘迫综合征。（2 2）胸廓的弹性阻力和顺应性）胸廓的弹性阻力和顺应性 肺容量肺容量 =67%=67%肺总量时肺总量时 不表现出弹性阻力不表现出弹性阻力 肺容量肺容量 67%67%67%肺总量时肺总量时 弹性阻力向内弹性阻力向内呼气动呼气动 力；吸气阻力力；吸气阻力1 1）胸廓的弹性阻力）胸廓的弹性阻力 肥胖、胸廓畸形肥胖、胸廓畸形 胸膜增厚胸膜增厚 胸廓胸廓顺应性顺应性 腹内占位病变腹内占位病变2 2）胸廓顺应性）胸廓顺应性 CchwV V（胸腔容积）（胸腔容积）P P（跨胸壁压）（跨胸壁压）（3）肺和胸廓的总弹性阻力和顺应性）肺和胸廓的总弹性阻力和顺应性1CLchw=+11CLCchw2.2.非弹性阻力非弹性阻力惯性阻力惯性阻力粘滞阻力粘滞阻力气道阻力气道阻力（8090%）气道阻力气道阻力流速快、湍流、管径小流速快、湍流、管径小 气道阻力大气道阻力大流速慢、层流、管径大流速慢、层流、管径大 气道阻力气道阻力小小 影响气道管径的主要因素影响气道管径的主要因素（1 1）跨壁压）跨壁压 （2 2）肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用）肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用 （3 3）自主神经对气道平滑肌舒缩活动的调节）自主神经对气道平滑肌舒缩活动的调节 （4 4）化学因素的影响）化学因素的影响 二、肺通气功能的评价二、肺通气功能的评价（一）（一）肺容积和肺容量肺容积和肺容量（1 1）潮气量潮气量（tidal volume，TV）400600ml（2 2）补吸气量补吸气量（inspiratory reserve volume，IRV）15002000ml（3 3）补呼气量补呼气量（expiratory reserve volume，ERV）9001200ml（4 4）余气量余气量（residual volume，RV）10001500ml 1.1.肺容积肺容积(pulmonary volume)2.2.肺容量肺容量(pulmonary capacity)尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气体量。尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气体量。男性均约男性均约3500ml，女性均约，女性均约2500ml意义：意义：反映肺一次通气的最大能力反映肺一次通气的最大能力(1)(1)深吸气量深吸气量（inspiratory capacity，IC）(2)(2)功能余气量功能余气量（functional residual capacity，FRC）(3)(3)肺活量肺活量（vital capacity，VC）用力肺活量用力肺活量（forced vital capacity，FVC）一次最大吸气后，尽力尽快呼气所能呼出的最大一次最大吸气后，尽力尽快呼气所能呼出的最大气体量。气体量。用力呼气量（用力呼气量（forced expiratory volume，FEV）一次最大吸气后，尽力尽快呼气，第一次最大吸气后，尽力尽快呼气，第1、2、3秒末呼出气量。秒末呼出气量。FEV/FVC 100%(4)(4)肺总量（肺总量（total lung capacity，TLC）肺所能容纳的最大气体量。肺所能容纳的最大气体量。（二）肺通气量和肺泡通气量（二）肺通气量和肺泡通气量 1.1.肺通气量肺通气量(pulmonary ventilation)每分钟吸入或呼出的气体总量，每分钟吸入或呼出的气体总量，69L。最大随意通气量最大随意通气量 ：在尽力作深、快呼吸时，每分：在尽力作深、快呼吸时，每分钟所能吸入或呼出的最大气体量。钟所能吸入或呼出的最大气体量。150L反映通气的贮备能力，正常值应反映通气的贮备能力，正常值应93%。通气储量通气储量百分比百分比 最大通气量每分平静通气量最大通气量每分平静通气量最大通气量最大通气量 1002 2、无效腔和肺泡通气量、无效腔和肺泡通气量 解剖无效腔解剖无效腔 肺泡无效腔生理无效腔肺泡无效腔生理无效腔 肺泡通气量肺泡通气量：每分钟吸入肺泡的新鲜空气量。：每分钟吸入肺泡的新鲜空气量。=（潮气量（潮气量 无效腔气量）无效腔气量）呼吸频率呼吸频率 呼吸频率呼吸频率 潮气量潮气量 肺通气量肺通气量 肺泡通气量肺泡通气量（次（次/min）（ml）（ml/min）（）（ml/min）16 500 8000 5600 8 1000 8000 6800 32 250 8000 3200不同呼吸频率和潮气量时的肺通气量和肺泡通气量不同呼吸频率和潮气量时的肺通气量和肺泡通气量深慢呼吸利于气体交换深慢呼吸利于气体交换（四）呼吸功（四）呼吸功（work of breathing）（三）最大呼气流速（三）最大呼气流速容积曲线容积曲线正常人和小气道阻塞患者的最大呼气流速正常人和小气道阻塞患者的最大呼气流速-容积曲线容积曲线 一、肺换气和组织换气的基本原理一、肺换气和组织换气的基本原理第二节第二节 肺换气和组织换气肺换气和组织换气扩散距离扩散距离分子量平方根分子量平方根分压差分压差温度温度扩散面积扩散面积溶解度溶解度D=（一）气体的扩散（一）气体的扩散形式：气体单纯扩散形式：气体单纯扩散动力：气体分压（张力）差动力：气体分压（张力）差 O O2 2、COCO2 2扩散速率（扩散速率（D D）的比较）的比较 分子量分子量 血浆溶解度血浆溶解度 肺泡气肺泡气 A A血血 V V血血 D D O O2 2 32 21.4 13.9 13.3 5.3 1 32 21.4 13.9 13.3 5.3 1COCO2 2 44 515.0 5.3 44 515.0 5.3 5.35.3 6.1 2 6.1 2(ml/L)(ml/L)（KPaKPa）（KPaKPa）（KPaKPa）扩散系数扩散系数：溶解度与分子量平方根之比：溶解度与分子量平方根之比;扩散系数：扩散系数：CO2 20 O2 分分 压压 差：差：O2 10 CO2（二）呼吸气体和人体不同部位气体的分压（二）呼吸气体和人体不同部位气体的分压各种气体分压差各种气体分压差(单位：单位：mmHg）空气空气 肺泡气肺泡气 动脉血动脉血 静脉血静脉血 组织组织 Po2 158.4 103.4 100 40 30 PCO2 0.3 40.3 40 46 50肺换气肺换气组织换气组织换气二、肺换气二、肺换气(一一)肺换气肺换气过程过程单位单位:mmHg气体交换气体交换肺部肺部:肺泡气中肺泡气中O O2 2的分压大于肺的分压大于肺毛细血管毛细血管O O2 2 的分压的分压,O,O2 2进入血管进入血管.肺泡气中肺泡气中COCO2 2 的分压小于肺毛的分压小于肺毛细血管细血管COCO2 2 的分压的分压,CO,CO2 2进入肺泡进入肺泡.组织组织:组织中组织中O O2 2的分压小于毛细的分压小于毛细血管血管O O2 2 的分压的分压,O,O2 2进入组织进入组织.组组织中织中COCO2 2 的分压大于毛细血管的分压大于毛细血管COCO2 2 的分压的分压,CO,CO2 2进入血管进入血管.70m2，安静状态下约，安静状态下约40 m2 减少因素：肺不张、肺实变、肺减少因素：肺不张、肺实变、肺气肿或肺毛细管关闭或阻塞气肿或肺毛细管关闭或阻塞 3.3.通气通气/血流比值血流比值每分肺泡通气量（每分肺泡通气量（V VA A）和每分肺血流量（）和每分肺血流量（Q Q）之间的比值）之间的比值正常值：正常值：4.2/5=0.844.2/5=0.84V VA A/Q/Q肺通气肺通气或肺血流或肺血流增大生理无效腔增大生理无效腔换气效率换气效率(如心衰、肺动脉栓塞、如心衰、肺动脉栓塞、肺气肿肺气肿)V VA A/Q/Q肺通气肺通气增大功能性增大功能性A-VA-V短路短路换气效率换气效率（如（如支哮、支气管栓塞、支哮、支气管栓塞、肺气肿肺气肿）V VA A/Q/Q改变主要引起缺改变主要引起缺O O2 2,CO,CO2 2潴留少见潴留少见动静脉血液之间动静脉血液之间O O2 2分压差远大于分压差远大于COCO2 2分压差，分压差，所以动静脉短路时，动脉血所以动静脉短路时，动脉血P PO2O2下降程度大于下降程度大于P PCO2CO2升高程度升高程度COCO2 2扩散速度较扩散速度较O O2 2快快由于由于O O2 2解离曲线和解离曲线和COCO2 2解离曲线的不同，通气解离曲线的不同，通气量增加，无助于改善缺量增加，无助于改善缺O O2 2姿势对通气姿势对通气/血流比值的影响血流比值的影响（三）肺扩散容量（三）肺扩散容量概概念念：气气体体在在单单位位分分压压差差作作用用下下，每每分分钟钟通通过过呼呼吸膜扩散的气体的吸膜扩散的气体的mlml数数计算：计算：D DL L=V/=V/（P PA A-P-PC C）V V是每分钟通过呼吸膜的气体容积（是每分钟通过呼吸膜的气体容积（ml/minml/min）P PA A是肺泡气中的平均分压（是肺泡气中的平均分压（mmHgmmHg）P PC C是肺毛细血管血液内的平均分压（是肺毛细血管血液内的平均分压（mmHgmmHg）正常值正常值:O:O2 2 20ml/(min 20ml/(minmmHgmmHg）COCO2 2400ml/(min400ml/(minmmHgmmHg）意意义义：测测定定呼呼吸吸气气通通过过呼呼吸吸膜膜的的能能力力；运运动动时时增增加，疾病时降低加，疾病时降低三、三、组织换气组织换气(tissue exchange)血液与组织细胞之间的气体交换过程。血液与组织细胞之间的气体交换过程。氧和二氧化碳在血液中存在的形式氧和二氧化碳在血液中存在的形式 血液中血液中O2和和CO2的含量（的含量（ml/100ml血液血液）动脉血动脉血 混合混合静脉血静脉血 物理物理 化学化学 合合 物理物理 化学化学 合合 溶解溶解 结合结合 计计 溶解溶解 结合结合 计计O2 0.31 20.0 20.31 0.11 15.2 15.31CO2 2.53 46.4 48.93 2.91 50.0 52.91形式：形式：物理溶解物理溶解 化学结合化学结合第三节第三节 气体在血液中的运输气体在血液中的运输 肺泡肺泡 血血 液液 组织组织 CO2 溶解的溶解的CO2 结合的结合的CO2 溶解的溶解的CO2 CO2 O2 溶解的溶解的O2 结合的结合的O2 溶解的溶解的O2 O2一、氧的运输一、氧的运输形式：物理溶解形式：物理溶解（1.5%），化学结合（），化学结合（98.5%）（一）一）Hb的分子结构的分子结构T型：型：紧密型紧密型 去氧去氧HbR型：型：疏松型疏松型 氧合氧合Hb（二）（二）HbHb与与O O2 2结合的特征结合的特征1.1.快速性和可逆性快速性和可逆性2.2.是氧合而非氧化是氧合而非氧化3.Hb3.Hb和和O O2 2结合的量结合的量 1 1分子分子HbHb可结合可结合4 4分子分子O O2 24.4.氧离曲线呈氧离曲线呈S S形形O O2 2解离曲线呈解离曲线呈S S形形,与与HbHb的变构效应有关的变构效应有关去氧去氧HbHb为紧密型（为紧密型（T T型）型）氧合氧合HbHb为疏松型（为疏松型（R R型）型）R R型易于与型易于与O O2 2结合结合一个亚单位与一个亚单位与O O2 2结合后，其它亚单位更易与结合后，其它亚单位更易与O O2 2结合结合HbHb氧容量：氧容量：100100mlml血的血的HbHb所能结合的最大氧量。所能结合的最大氧量。HbHb氧含量氧含量：100100mlml血的血的HbHb实际实际结合的氧量。结合的氧量。HbHb氧饱和度：氧饱和度：HbHb氧氧含量和含量和HbHb氧氧容量的百分比。容量的百分比。紫绀（紫绀（gngn）：）：HbOHbO2 2呈鲜红色，去氧呈鲜红色，去氧HbHb呈紫蓝色。呈紫蓝色。当血液中去氧当血液中去氧HbHb含量达含量达5g/100ml5g/100ml以上时，皮肤粘膜以上时，皮肤粘膜呈暗紫色。呈暗紫色。相关概念相关概念 表示表示血液血液PO2与与Hb氧饱和度关系氧饱和度关系的曲线。的曲线。（三）氧解离曲线（三）氧解离曲线上段：上段：上段：上段：60-100mmHg60-100mmHg60-100mmHg60-100mmHg 特特特特点点点点：曲曲曲曲线线线线较较较较平平平平坦坦坦坦，氧氧氧氧饱合度从饱合度从饱合度从饱合度从90%-100%90%-100%90%-100%90%-100%意义：意义：意义：意义：（1 1 1 1）POPOPOPO2 2 2 2压压压压 力力力力 不不不不 低低低低 于于于于60mmHg60mmHg60mmHg60mmHg，血血血血液液液液仍仍仍仍可可可可携携携携带带带带足够氧足够氧足够氧足够氧 （2 2 2 2）通通通通气气气气/血血血血流流流流比比比比值值值值不不不不匹匹匹匹配配配配时时时时，肺肺肺肺泡泡泡泡通通通通气气气气量量量量增增增增加加加加几乎无助于氧的摄取几乎无助于氧的摄取几乎无助于氧的摄取几乎无助于氧的摄取 氧离曲线各段的特点及生理意义中段：中段：40-60mmHg40-60mmHg 特特点点：曲曲线线较较陡陡，血血氧氧饱和度从饱和度从75%-90%75%-90%意义：意义：（1 1）是是HbOHbO2 2释释放放O O2 2的的部部分分（2 2）O O2 2利利用用系系数数：血血液液流流经经组组织织时时释释放放出出的的O O2 2容容积积所所占占动动脉脉血血O O2 2含含量量的的百百分分数数。安安静静时时约约25%25%下段：下段：15-40mmHg15-40mmHg 特特点点：曲曲线线最最陡陡，血血氧饱和度从氧饱和度从22%-75%22%-75%意义：意义：（1 1）是是HbOHbO2 2与与O O2 2解解离离的的部分部分（2 2）代表）代表O O2 2的贮备的贮备（四）影响氧解离曲线的因素（四）影响氧解离曲线的因素影响氧解离曲线位置的主要因素影响氧解离曲线位置的主要因素氧合氧合解离解离 32,3二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 （2,3DPG）2温度温度1pH（H+）和）和PCO24其他因素其他因素 P50：指使指使Hb氧饱和度达到氧饱和度达到50%时的氧分压。时的氧分压。波尔效应波尔效应（Bohr effect）酸度对酸度对Hb氧亲和力的影响称为波尔效应。氧亲和力的影响称为波尔效应。波尔效应的机制：波尔效应的机制：pH降降低低（H+升升高高）H+与与Hb多多肽肽链链氨氨基基酸酸残残基基结结合合盐盐键键形形成成Hb分分子子变变构构为为T型型Hb对对O2亲和力降低亲和力降低 P50增大增大曲线右移曲线右移 pH升升高高（H+降降低低）盐盐键键断断裂裂释释放放出出H+Hb分分子子变变构构为为R型型Hb对对O2亲亲和和力力增增加加 P50降降低低曲线左移曲线左移 波尔效应的生理意义波尔效应的生理意义1 1pH和和PCO2的影响的影响2.2.温度的影响温度的影响 温度升高，氧解离曲线右移，促进温度升高，氧解离曲线右移，促进O2的释放；的释放；温度降低，曲线左移，不利于温度降低，曲线左移，不利于O2的释放。的释放。升高升高 降低降低 右移右移 2,3-DPG浓度浓度 Hb对对O2亲和力亲和力 氧解离曲线氧解离曲线 降低降低 增加增加 左移左移3.3.2,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(2,3DPG)4 4Hb的自身性质的影响的自身性质的影响 Hb的的Fe2+氧化成氧化成Fe3+，即失去运即失去运O2能力；能力；胎胎儿儿Hb对对O2的的亲亲和和力力高高，有有助助于于胎胎儿儿血血液液流流经经胎盘时从母体摄取胎盘时从母体摄取O2；异常异常Hb的运的运O2功能降低；功能降低；CO的影响：妨碍的影响：妨碍Hb与与O2的结合，同时妨碍的结合，同时妨碍O2的的解离。解离。二、二氧化碳的运输二、二氧化碳的运输（一）二氧化碳的运输形式（一）二氧化碳的运输形式 物理溶解物理溶解（5%）化学结合化学结合 碳酸氢盐碳酸氢盐（88%）氨基甲酰氨基甲酰Hb（7%）化学反应主要在红细胞内完成化学反应主要在红细胞内完成 碳酸氢盐碳酸氢盐1 1、过程、过程 碳酸酐酶碳酸酐酶碳酸酐酶碳酸酐酶 COCOCOCO2 2 2 2+H+H+H+H2 2 2 2OHOHOHOH2 2 2 2COCOCOCO3 3 3 3HCOHCOHCOHCO3 3 3 3-+H+H+H+H+2 2、氯离子转移和氯离子转移和ClCl-HCO-HCO3 3-交换交换3 3、HbHb缓冲缓冲H H+氨基甲酰血红蛋白氨基甲酰血红蛋白氨基甲酰血红蛋白氨基甲酰血红蛋白过程过程过程过程 在组织在组织在组织在组织 HbNHHbNHHbNHHbNH2 2 2 2O O O O2 2 2 2+H+H+H+H+CO+CO+CO+CO2 2 2 2 HHbNHCOOHHHbNHCOOHHHbNHCOOHHHbNHCOOH+O+O+O+O2 2 2 2 在肺在肺在肺在肺去氧去氧去氧去氧HbHbHbHb与与与与COCOCOCO2 2 2 2结合力强结合力强结合力强结合力强,且酸度弱且酸度弱且酸度弱且酸度弱,易结合易结合易结合易结合H H H H+占运输量的占运输量的占运输量的占运输量的7%7%7%7%，却占释放量的，却占释放量的，却占释放量的，却占释放量的17.5%17.5%17.5%17.5%组织组织肺部肺部（二）（二）CO2解离曲线解离曲线 血血液液中中CO2含含量量随随Pco2升升高高而而增增加加，几几乎乎成成线线性性关关系系，且且无无饱饱和和点。点。在在相相同同Pco2条条件件下下，静静脉脉血血的的CO2量量比比动动脉脉血含量高。血含量高。CO2解离曲线：解离曲线：血液中血液中CO2含量与含量与Pco2关系的曲线。关系的曲线。何何尔尔登登效效应应：O2与与Hb的的结结合合可可促促使使CO2释释放放，而而去氧的去氧的Hb容易与容易与CO2结合的现象。结合的现象。（1 1）组组织织：HbO2O2Hb HbHb与与与与CO2结结合合力力Hb结合结合CO2 将将将将CO2携带到肺。携带到肺。（2 2）肺肺：O2Hb HbO2 HbHbO2与与CO2的的结结合合力力 CO2释放释放扩散入肺泡呼出。扩散入肺泡呼出。（三）（三）O2与与Hb的结合对的结合对CO2运输的影响运输的影响一、呼吸中枢与呼吸节律的形成一、呼吸中枢与呼吸节律的形成（一）呼吸中枢（一）呼吸中枢(respiratory center)第四节第四节 呼吸运动的调节呼吸运动的调节1 1、脊髓、脊髓 2 2 2 2、低位脑干、低位脑干、低位脑干、低位脑干呼吸中枢呼吸中枢:延髓：基本呼吸中枢延髓：基本呼吸中枢 脑桥上部：呼吸调整中枢脑桥上部：呼吸调整中枢 脑桥中下部：长吸中枢脑桥中下部：长吸中枢呼吸神经元呼吸神经元:吸气神经元吸气神经元 呼气神经元呼气神经元 跨时相神经元跨时相神经元脑干呼吸神经元分布1 1、延髓背侧呼吸组（、延髓背侧呼吸组（DRGDRG）：）：a.a.位置：孤束核的腹外侧部位置：孤束核的腹外侧部 b.b.构成：吸气神经元为主构成：吸气神经元为主 c.c.支配：对侧脊髓膈运动神经元支配：对侧脊髓膈运动神经元2 2 2 2、延髓腹侧呼吸组（、延髓腹侧呼吸组（、延髓腹侧呼吸组（、延髓腹侧呼吸组（VRGVRGVRGVRG）：）：）：）：A A A A、cVRGcVRGcVRGcVRG（尾段）：（尾段）：（尾段）：（尾段）：a.a.a.a.位置：后疑核位置：后疑核位置：后疑核位置：后疑核 b.b.b.b.构成：呼气神经元构成：呼气神经元构成：呼气神经元构成：呼气神经元 c.c.c.c.支配：对侧脊髓肋间内肌支配：对侧脊髓肋间内肌支配：对侧脊髓肋间内肌支配：对侧脊髓肋间内肌 和腹肌和腹肌和腹肌和腹肌 B B B B、iVRGiVRGiVRGiVRG（中段）：（中段）：（中段）：（中段）：a.a.a.a.位置：旁疑核位置：旁疑核位置：旁疑核位置：旁疑核 b.b.b.b.构成：吸气神经元为主构成：吸气神经元为主构成：吸气神经元为主构成：吸气神经元为主 c.c.c.c.支配：支配：支配：支配：膈肌、肋间外肌膈肌、肋间外肌膈肌、肋间外肌膈肌、肋间外肌 C C C C、rVRGrVRGrVRGrVRG（嘴段）（嘴段）（嘴段）（嘴段）面面面面神神神神经经经经后后后后核核核核（包包包包钦钦钦钦格格格格复复复复合合合合体体体体）：呼呼呼呼气气气气神神神神经经经经元元元元（GABAGABAGABAGABA能），投射到能），投射到能），投射到能），投射到DRGDRGDRGDRG、脊髓膈运动神经元等处。、脊髓膈运动神经元等处。、脊髓膈运动神经元等处。、脊髓膈运动神经元等处。3 3 3 3、脑桥呼吸神经元群（、脑桥呼吸神经元群（、脑桥呼吸神经元群（、脑桥呼吸神经元群（PRGPRGPRGPRG）：）：）：）：a.a.a.a.位置：位置：位置：位置：臂旁内侧核：呼气与跨时相臂旁内侧核：呼气与跨时相臂旁内侧核：呼气与跨时相臂旁内侧核：呼气与跨时相N N N N元元元元 KollikerKollikerKollikerKolliker-Fuse-Fuse-Fuse-Fuse核：吸气核：吸气核：吸气核：吸气N N N N元元元元b.b.b.b.支支支支配配配配：与与与与DRGDRGDRGDRG和和和和VRGVRGVRGVRG存存存存在在在在双双双双向向向向联联联联系系系系，可可可可能能能能起起起起调调调调控控控控呼呼呼呼吸吸吸吸的作用的作用的作用的作用3 3、高位脑、高位脑通过对脑桥和延髓对呼吸中枢的作用，调节呼通过对脑桥和延髓对呼吸中枢的作用，调节呼吸的节律吸的节律通过皮质脊髓束和和黑质红核脊髓束，下传直通过皮质脊髓束和和黑质红核脊髓束，下传直接支配呼吸肌的运动神经元，调节其活动。接支配呼吸肌的运动神经元，调节其活动。意义：意识性呼吸。意义：意识性呼吸。自主呼吸和随意呼吸分离现象自主呼吸和随意呼吸分离现象 基本呼吸节律形成的机制1.1.起源部位：起源部位：前前包钦格复合体包钦格复合体(面神经后核腹面神经后核腹尾侧尾侧)2.2.形成：形成：(1)(1)起步细胞学说起步细胞学说(2)N(2)N元网络学说元网络学说3.3.调控模型调控模型:吸吸气活动发生器气活动发生器和吸气切断机和吸气切断机制模型制模型H H+CO CO2 2 二、呼吸的反射性调节二、呼吸的反射性调节（一）一）化学感受性呼吸反射化学感受性呼吸反射 1.1.化学感受器化学感受器(chemoreceptor)（1 1）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化学感受器化学感受器 适宜刺激：适宜刺激：Pco2、H+、Po2外周化学感受器组成组成颈动脉体：呼吸调节颈动脉体：呼吸调节主动脉体：循环调节主动脉体：循环调节感受感受POPO2 2、PCOPCO2 2、HH+含量含量血流量血流量窦窦N N（舌咽（舌咽N N分支）分支）迷走迷走N N（2 2）中枢化学感受器）中枢化学感受器部位：位于延髓腹外侧部部位：位于延髓腹外侧部的浅表部位，可分为头、中、的浅表部位，可分为头、中、尾三个区。尾三个区。适宜刺激：脑脊液适宜刺激：脑脊液和局部和局部细胞外液中细胞外液中H+，但，但H+H+不不易透过血脑屏障，易透过血脑屏障，因此主因此主要感受血液中的要感受血液中的CO2CO2作用：作用：调节脑脊液的调节脑脊液的H+H+COCO2 2透过血透过血-脑屏障脑屏障2.CO2、H+和低氧对呼吸运动的调节和低氧对呼吸运动的调节 (1)CO2对呼吸运动的调节对呼吸运动的调节 CO2是调节呼吸最重要的是调节呼吸最重要的生理性化学因素生理性化学因素。1时时呼吸开始加深；呼吸开始加深；co2 4时时肺通气量增大肺通气量增大1 1倍以上；倍以上；6时时肺通气量可肺通气量可67倍；倍；60mmHg呼吸减弱呼吸减弱=CO2麻醉。麻醉。在一定范围内，在一定范围内，co2呼吸加深加快呼吸加深加快机制机制:呼吸加深加快呼吸加深加快延髓呼吸中枢延髓呼吸中枢+外周化学感受器外周化学感受器+中枢化学感受器中枢化学感受器+CO2透过血脑屏障进入脑脊液透过血脑屏障进入脑脊液:CO2H2OH2CO3H+HCO3-co2 特点：特点：CO2以中枢途径为主以中枢途径为主(80%)兴奋呼吸；兴奋呼吸；CO2通过通过H+间接兴奋呼吸中枢；间接兴奋呼吸中枢；当当Pco2突然增高或中枢化学感受器对突然增高或中枢化学感受器对CO2 的敏感性降低时，的敏感性降低时，则主要通过外周途径兴则主要通过外周途径兴 奋呼吸。奋呼吸。H+呼吸加深加快呼吸加深加快 H+呼吸运动受抑制呼吸运动受抑制机制：机制：特点特点:主要通过刺激外周化主要通过刺激外周化学感受器而引起的；学感受器而引起的；H+对呼吸的调节对呼吸的调节作用作用Pco2。（2 2）H+对呼吸运动的调节对呼吸运动的调节(3)(3)低氧对呼吸运动的调节低氧对呼吸运动的调节 o280mmHg 呼吸加深加快呼吸加深加快 机制：机制：呼吸加深加快呼吸加深加快延髓呼吸中枢延髓呼吸中枢+外周化学感受器外周化学感受器+o o2 2特点特点:Po2 对正常呼吸运动的调节作用不大。对正常呼吸运动的调节作用不大。低氧对中枢的直接作用是抑制性的。低氧对中枢的直接作用是抑制性的。低氧对呼吸运动的刺激作用完全是通过低氧对呼吸运动的刺激作用完全是通过外周化学感受器实现的。外周化学感受器实现的。当长期高当长期高CO2和低氧状态时，中枢化学和低氧状态时，中枢化学感受器对高感受器对高CO2发生适应发生适应低氧对外周化学感低氧对外周化学感受器的刺激成为驱动呼吸的主要刺激。受器的刺激成为驱动呼吸的主要刺激。3 3CO2、H+、低氧在呼吸调节中的相互作用、低氧在呼吸调节中的相互作用（二）肺牵张反射（二）肺牵张反射(pulmonary stretch reflex)由肺扩张或肺萎陷引起的吸气抑制或吸由肺扩张或肺萎陷引起的吸气抑制或吸气兴奋的反射，也称黑伯反射气兴奋的反射，也称黑伯反射(Hering Breuer reflex)。肺扩张反射肺扩张反射肺萎陷反射肺萎陷反射包括：包括：1 1肺扩张反射肺扩张反射(pulmonary inflation reflex)肺扩张肺扩张牵张感受器牵张感受器+迷走神经迷走神经延髓延髓吸气转为呼气。吸气转为呼气。意义：意义：加速吸气过程向呼气过程的转换，使呼加速吸气过程向呼气过程的转换，使呼 吸频率增加。吸频率增加。特征特征:敏感性有种属差异；敏感性有种属差异；平静呼吸时不参与呼吸运动的调节；平静呼吸时不参与呼吸运动的调节；肺顺应性降低时起重要作用。肺顺应性降低时起重要作用。2.2.肺萎陷反射肺萎陷反射(pulmonary deflation reflex)肺萎陷较明显时引起吸气的反射，对阻止肺萎陷较明显时引起吸气的反射，对阻止呼气过深和肺不张等可能起一定作用。呼气过深和肺不张等可能起一定作用。反射反射弧示意图：弧示意图：感受器感受器-肌梭肌梭传入神经传入神经-脊神经脊神经传出神经传出神经-脊神经胸段脊神经胸段效应器效应器-呼吸肌呼吸肌意义：维持正常呼吸意义：维持正常呼吸（三）呼吸肌的本体感受性反射（三）呼吸肌的本体感受性反射 （四）防御性反射（四）防御性反射咳嗽反射：感受器位于喉、气管、支气管黏膜，咳嗽反射：感受器位于喉、气管、支气管黏膜，为防御反射为防御反射喷嚏反射：感受器位于鼻黏膜，为防御反射，喷嚏反射：感受器位于鼻黏膜，为防御反射，以清除鼻腔中刺激物。以清除鼻腔中刺激物。