第五章呼吸PPT讲稿.ppt

第五章呼吸第1页，共131页，编辑于2022年，星期三 呼吸呼吸（respiration）是指机是指机体与外界环境之间的气体交换过体与外界环境之间的气体交换过程。程。概念：概念：第2页，共131页，编辑于2022年，星期三呼吸的全过程：呼吸的全过程：三个相互衔接并同时进行的过程三个相互衔接并同时进行的过程1.外呼吸外呼吸：肺毛细血管血液与外界环境之间：肺毛细血管血液与外界环境之间的气体交换过程。包括肺通气和肺换气。的气体交换过程。包括肺通气和肺换气。2.气体在血液中的运输气体在血液中的运输3.内呼吸内呼吸：组织换气与组织细胞内的生物：组织换气与组织细胞内的生物氧化过程。氧化过程。第3页，共131页，编辑于2022年，星期三呼呼 吸吸 全全 过过 程程组组织织换换气气细胞内细胞内氧化代谢氧化代谢肺肺换换气气气体运输气体运输肺通气肺通气O2CO2(the Whole Process of Respiration)肺通气肺通气肺换气肺换气外呼吸外呼吸内呼吸内呼吸组织换气组织换气细胞内生物氧化细胞内生物氧化第4页，共131页，编辑于2022年，星期三1.掌握肺通气的原动力和直接动力，肺内压的变化，胸掌握肺通气的原动力和直接动力，肺内压的变化，胸膜腔内压的形成及生理意义，肺泡表面张力、肺表面膜腔内压的形成及生理意义，肺泡表面张力、肺表面活性物质及其作用；肺活量、用力肺活量和肺泡通气活性物质及其作用；肺活量、用力肺活量和肺泡通气量。量。2.熟悉呼吸时气道阻力的变化；肺容量、补吸气量、补呼气量、熟悉呼吸时气道阻力的变化；肺容量、补吸气量、补呼气量、肺通气量和最大通气量，呼吸功。肺通气量和最大通气量，呼吸功。3.了解呼吸的意义及其各环节的基本过程，胸廓的弹性阻力，了解呼吸的意义及其各环节的基本过程，胸廓的弹性阻力，肺通气的非弹性阻力。肺通气的非弹性阻力。目的要求目的要求第5页，共131页，编辑于2022年，星期三第一节第一节 肺肺 通通 气气（pulmonary ventilation）肺通气肺通气 是指肺与外界环境之间的气体交换。是指肺与外界环境之间的气体交换。实现肺通气的结构包括实现肺通气的结构包括呼吸道、肺泡和胸廓。呼吸道、肺泡和胸廓。第6页，共131页，编辑于2022年，星期三呼吸道呼吸道上呼吸道上呼吸道下呼吸道下呼吸道呼吸道：具有加温、加呼吸道：具有加温、加湿、过滤和清洁作用。湿、过滤和清洁作用。呼吸道（Airway)第7页，共131页，编辑于2022年，星期三肺泡上皮细胞肺泡上皮细胞 型细胞型细胞型细胞型细胞肺泡肺泡第8页，共131页，编辑于2022年，星期三 胸廓第9页，共131页，编辑于2022年，星期三 肺通气的肺通气的直接动力直接动力：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。肺通气的肺通气的原动力原动力：呼吸肌的收缩舒张引起的呼吸运动。呼吸肌的收缩舒张引起的呼吸运动。一、肺通气的原理一、肺通气的原理（一）肺通气的动力（一）肺通气的动力第10页，共131页，编辑于2022年，星期三 吸气肌吸气肌 收收缩（呼气肌）（呼气肌）舒舒张胸廓胸廓 扩大大 缩小小肺内肺内压降低降低大气大气压 呼气呼气肺肺 扩大大 缩小小浆液内聚力液内聚力 胸内胸内负压呼吸运动呼吸运动原动力原动力肺内压与大气压的压力差肺内压与大气压的压力差直接动力直接动力第11页，共131页，编辑于2022年，星期三呼吸肌呼吸肌呼气肌呼气肌呼吸运动：呼吸肌的收缩和舒张引起的胸廓节呼吸运动：呼吸肌的收缩和舒张引起的胸廓节 律性扩张与缩小。律性扩张与缩小。吸气肌吸气肌腹壁肌腹壁肌肋间内肌肋间内肌肋间外肌肋间外肌膈肌膈肌1.呼吸运动呼吸运动(respiration movement)第12页，共131页，编辑于2022年，星期三吸气运动吸气运动：由膈肌及肋间外肌收缩始动的主动由膈肌及肋间外肌收缩始动的主动 过程。过程。呼气运动呼气运动：在平静呼吸时为被动运动，在深呼在平静呼吸时为被动运动，在深呼 吸时变为主动运动（吸时变为主动运动（肋间内肌及腹肌肋间内肌及腹肌 收缩收缩）。）。（1）呼吸运动呼吸运动的过程的过程第13页，共131页，编辑于2022年，星期三第14页，共131页，编辑于2022年，星期三（2）呼吸运动的形式呼吸运动的形式v腹式呼吸腹式呼吸(abdominal breathing):以膈肌舒缩活动为主的呼吸运动。以膈肌舒缩活动为主的呼吸运动。v胸式呼吸胸式呼吸(thoracic breathing):以肋间外肌舒缩活动为主的呼吸运动。以肋间外肌舒缩活动为主的呼吸运动。混合式呼吸混合式呼吸第15页，共131页，编辑于2022年，星期三v平静呼吸平静呼吸(eupnea)：安静状态下平稳而均匀的自然呼吸。安静状态下平稳而均匀的自然呼吸。呼吸运动平稳，节律均匀，呼吸运动平稳，节律均匀，12-18次次/分。分。吸气：主动过程吸气：主动过程 呼气：被动过程呼气：被动过程v用力呼吸用力呼吸(forced breathing)：加深加快的呼吸。加深加快的呼吸。幅度加深，频率加快。幅度加深，频率加快。呼气：主动过程呼气：主动过程 吸气：主动过程吸气：主动过程第16页，共131页，编辑于2022年，星期三呼吸暂停、声带开放、呼吸道通畅时：呼吸暂停、声带开放、呼吸道通畅时：肺内压大气压肺内压大气压呼吸运动过程中肺内压的周期性交替升降呼吸运动过程中肺内压的周期性交替升降 肺内压和肺内压和大气压之间的压力差大气压之间的压力差 推动气体进出肺的直接动力推动气体进出肺的直接动力2.肺内压肺内压(intrapulmonary pressure)肺内压是指肺内压是指肺泡内的压力。肺泡内的压力。临床意义：人工呼吸（临床意义：人工呼吸（artificial respiration）第17页，共131页，编辑于2022年，星期三第18页，共131页，编辑于2022年，星期三吸气初：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 呼气停止呼气停止呼气末呼气末吸气末吸气末第19页，共131页，编辑于2022年，星期三胸膜腔胸膜腔：位于两层胸膜之间的潜在、密闭的腔隙，：位于两层胸膜之间的潜在、密闭的腔隙，其内仅少量浆液其内仅少量浆液3.胸膜腔内压胸膜腔内压(intrapleural pressure)胸膜腔胸膜腔内压内压：胸膜腔内的压力。：胸膜腔内的压力。测量：直接法 间接法第20页，共131页，编辑于2022年，星期三胸膜腔内压胸膜腔内压第21页，共131页，编辑于2022年，星期三胸膜腔负压的形成胸膜腔负压的形成以胸膜腔密闭且含浆液为条件以胸膜腔密闭且含浆液为条件胸廓生长胸廓生长肺生长肺生长胸廓容积胸廓容积肺容积肺容积 胸廓将肺拉大胸廓将肺拉大肺回缩肺回缩 胸内负压胸内负压第22页，共131页，编辑于2022年，星期三 胸膜腔内压胸膜腔内压=肺内压肺内压 肺回缩力肺回缩力 在吸气末或呼气末在吸气末或呼气末 胸膜腔内压胸膜腔内压=大气压大气压 肺回缩力肺回缩力 以大气压为以大气压为0，胸膜腔内压，胸膜腔内压=肺回缩力肺回缩力 （负压是指其低于大气压）（负压是指其低于大气压）呼气末：呼气末：-3 -5mmHg；吸气末：吸气末：-5 -10 mmHg为什么平静呼气末胸膜腔内压仍然为负为什么平静呼气末胸膜腔内压仍然为负第23页，共131页，编辑于2022年，星期三胸膜腔负压及其生理意义：胸膜腔负压及其生理意义：维持肺的扩张状态，有利于肺的扩张维持肺的扩张状态，有利于肺的扩张 有利于静脉血及淋巴液的回流有利于静脉血及淋巴液的回流气胸气胸第24页，共131页，编辑于2022年，星期三弹性阻力（肺和胸廓）弹性阻力（肺和胸廓）平静呼吸时约占总通气阻力的平静呼吸时约占总通气阻力的70%非弹性阻力非弹性阻力 平静呼吸时约占总通气阻力的平静呼吸时约占总通气阻力的30%（气道阻力、惯性阻力与粘滞阻力）（气道阻力、惯性阻力与粘滞阻力）（二）肺通气的阻力（二）肺通气的阻力第25页，共131页，编辑于2022年，星期三1.弹性阻力和顺应性弹性阻力和顺应性弹性阻力弹性阻力(R)：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。包括肺包括肺弹性阻力和胸廓弹性阻力。弹性阻力和胸廓弹性阻力。顺应性顺应性(C)：在外力作用下弹性组织的可扩张性。：在外力作用下弹性组织的可扩张性。顺应性（顺应性（C）=容积变化容积变化/跨壁压变化跨壁压变化(L/cmH2O)顺应性（顺应性（C）=1/R第26页，共131页，编辑于2022年，星期三（1）肺的弹性阻力与顺应性）肺的弹性阻力与顺应性(compliance)肺在被牵张时的弹性回缩力是吸气的阻力肺在被牵张时的弹性回缩力是吸气的阻力。CL=L/cmH2O 跨肺压的变化（跨肺压的变化（P）肺容量的变化（肺容量的变化（V）肺的弹性阻力肺的弹性阻力肺组织的肺组织的弹性回缩力弹性回缩力肺泡内液肺泡内液-气界面的表面张力气界面的表面张力第27页，共131页，编辑于2022年，星期三1）静态肺顺应性曲线静态肺顺应性曲线弹性阻力弹性阻力 吸气困难（肺纤维化）吸气困难（肺纤维化）弹性阻力弹性阻力 呼气困难（肺气肿）呼气困难（肺气肿）第28页，共131页，编辑于2022年，星期三正常及几种异常情况下顺应性曲线正常及几种异常情况下顺应性曲线 跨肺压跨肺压(cmH2O)（肺内压（肺内压-胸内压）胸内压）正常正常肺气肿（肺气肿（emphysema）肺纤维化肺纤维化(fibrosis)肺不张肺不张(atelectasis)肺肺容容积积(升升)第29页，共131页，编辑于2022年，星期三2）比顺应性比顺应性与被测者肺总量的相关性表述与被测者肺总量的相关性表述 比顺应性比顺应性=意义意义:比较不同个体的肺弹性阻力。比较不同个体的肺弹性阻力。平静呼吸时的肺顺应性（平静呼吸时的肺顺应性（L/cmH2O）功能余气量（功能余气量（L）第30页，共131页，编辑于2022年，星期三3）肺弹性阻力的来源肺弹性阻力的来源a.肺组织本身的弹性回缩力（占肺组织本身的弹性回缩力（占1/3）b.肺泡表面张力（占肺泡表面张力（占2/3）实验提示：实验提示：1.向肺内充气比向肺内充生理盐水所需压力大向肺内充气比向肺内充生理盐水所需压力大 约约3倍。倍。2.肺压力肺压力-容积曲线呈容积曲线呈S型。型。3.肺充气与放气过程所测得的肺压力肺充气与放气过程所测得的肺压力-容积曲线容积曲线 互相不重叠，这一现象称为滞后现象。互相不重叠，这一现象称为滞后现象。第31页，共131页，编辑于2022年，星期三充空气和充生理盐水时肺的顺应性曲线充空气和充生理盐水时肺的顺应性曲线第32页，共131页，编辑于2022年，星期三肺泡表面张力和肺泡表面张力和肺表面活性物质肺表面活性物质 肺泡表面张力肺泡表面张力(surface tension)肺泡的内表面覆盖一薄层液体，与肺泡内气肺泡的内表面覆盖一薄层液体，与肺泡内气体形成液体形成液-气界面，气界面，使液体表面尽量缩小的力。使液体表面尽量缩小的力。第33页，共131页，编辑于2022年，星期三肺泡表面张力的作用肺泡表面张力的作用阻碍肺泡扩张，增加吸气的阻力，降低肺顺应性；阻碍肺泡扩张，增加吸气的阻力，降低肺顺应性；使相通的大小肺泡内压不稳定；使相通的大小肺泡内压不稳定；促进肺部组织液生成，使肺泡内液体积聚。促进肺部组织液生成，使肺泡内液体积聚。第34页，共131页，编辑于2022年，星期三肺表面活性物质肺表面活性物质(pulmonary surfactant)是由肺泡是由肺泡型细胞产生的复杂的脂蛋白混合物主要成分型细胞产生的复杂的脂蛋白混合物主要成分是是二棕榈酰卵磷脂（二棕榈酰卵磷脂（DPPC）和表面活性物质结合蛋白）和表面活性物质结合蛋白（SP）。）。作用：作用：降低肺泡的表面张力降低肺泡的表面张力。生理意义：生理意义：降低吸气阻力，减少吸气做功。降低吸气阻力，减少吸气做功。减少肺组织液生成，防止肺水肿发生。减少肺组织液生成，防止肺水肿发生。维持大小肺泡的维持大小肺泡的稳定性。稳定性。第35页，共131页，编辑于2022年，星期三第36页，共131页，编辑于2022年，星期三肺表面活性物质减少肺表面活性物质减少 肺不张肺不张肺弹性阻力增加，顺应性降低肺弹性阻力增加，顺应性降低 吸气困难吸气困难肺弹性阻力减小，顺应性增大肺弹性阻力减小，顺应性增大 呼气困难呼气困难第37页，共131页，编辑于2022年，星期三肺容量肺容量=肺总容量的肺总容量的67%无弹性回位力无弹性回位力肺容量肺容量 肺总容量的肺总容量的67%向内的弹性回位力向内的弹性回位力肺容量肺容量 肺总容量的肺总容量的67%向外的弹性回位力向外的弹性回位力 胸腔容积变化胸腔容积变化(V)Cchw=L/cmH2O 跨胸壁压力变化跨胸壁压力变化(P)（2）胸廓弹性阻力和顺应性）胸廓弹性阻力和顺应性(compliance)第38页，共131页，编辑于2022年，星期三肺容量占肺容量占肺总容量百分比肺总容量百分比胸廓弹性回位力胸廓弹性回位力胸廓容积胸廓容积67（自然位置）（平（自然位置）（平静吸气末）静吸气末）无无自然容积自然容积 67（自然位置）自然位置）（深吸气状态）（深吸气状态）向内向内（吸气阻力）（吸气阻力）大于自然容积大于自然容积 67（0.84(dead space)肺泡无效腔肺泡无效腔7%7%PCO2过过高高直直接接抑抑制制呼呼吸吸中中枢枢COCO2 2但但CO2 过度积聚，压抑中枢神经系统，出现呼过度积聚，压抑中枢神经系统，出现呼吸困难、头昏，甚至昏迷，称为吸困难、头昏，甚至昏迷，称为CO2 麻醉麻醉第117页，共131页，编辑于2022年，星期三CO2的的两两种种作作用用途途径径中枢化学感受器中枢化学感受器动脉血中动脉血中PCO2升高升高H+外周化学感受器外周化学感受器第118页，共131页，编辑于2022年，星期三CO2对呼吸的影响小结对呼吸的影响小结 1.一定浓度的一定浓度的CO2是使呼吸中枢维持兴奋性的必要条件；是使呼吸中枢维持兴奋性的必要条件；2.PCO2刺激中枢、外周化学感受器兴奋刺激中枢、外周化学感受器兴奋反反射性使呼吸加深加快，以前者为主；因为射性使呼吸加深加快，以前者为主；因为CO2很容很容易透过血脑屏障，使脑脊液的易透过血脑屏障，使脑脊液的H+，兴奋中枢化，兴奋中枢化学感受器，反射性使呼吸加深加快，同时学感受器，反射性使呼吸加深加快，同时PCO2可以兴奋外周化学感受器，使呼吸加深加快。可以兴奋外周化学感受器，使呼吸加深加快。3.血中血中PCO2过多或减少可使呼吸抑制或暂停。过多或减少可使呼吸抑制或暂停。第119页，共131页，编辑于2022年，星期三动脉血中动脉血中H+呼吸加深加快呼吸加深加快 肺通气量增多肺通气量增多中枢化学感受器对中枢化学感受器对H+的敏感性较外周化学感受器大的敏感性较外周化学感受器大 25倍，倍，H+透过血脑屏障的速度较慢，限制其作用。透过血脑屏障的速度较慢，限制其作用。脑脊液中的脑脊液中的H+才是中枢化学感受器的最有效的刺才是中枢化学感受器的最有效的刺 激。激。2.H+对呼吸运动的调节对呼吸运动的调节第120页，共131页，编辑于2022年，星期三H+浓度浓度中枢化学中枢化学感受器感受器外周化学外周化学感受器感受器脑脊液脑脊液中的中的H H+H+第121页，共131页，编辑于2022年，星期三颈动脉体颈动脉体灌流液灌流液H+浓度浓度切除迷走神经、窦神经切除迷走神经、窦神经H+浓度浓度颈动脉体灌流液中颈动脉体灌流液中H+浓度浓度 对呼吸的影响对呼吸的影响第122页，共131页，编辑于2022年，星期三3.缺缺O2对呼吸运动的调节对呼吸运动的调节 呼吸气中的呼吸气中的PO2 呼吸加深加快呼吸加深加快 肺通气量肺通气量 仅当仅当PO2 低于低于10.64kPa（80 mmHg）才有调节作用）才有调节作用 对正常呼吸的调节作用不大。对正常呼吸的调节作用不大。PO2 下降主要作用于外周化学感受器，缺氧对呼吸下降主要作用于外周化学感受器，缺氧对呼吸 中枢的直接作用是抑制中枢的直接作用是抑制 当中枢化学感受器对当中枢化学感受器对CO2 产生适应时，产生适应时，PO2 对外周对外周 化学感受器的刺激在呼吸调节上起重要作用化学感受器的刺激在呼吸调节上起重要作用为什么低氧时不能吸入纯氧为什么低氧时不能吸入纯氧第123页，共131页，编辑于2022年，星期三P PO O2 2P PO O2 2切除迷走神经、窦神经切除迷走神经、窦神经颈动脉体颈动脉体灌流液灌流液颈动脉体灌流液中颈动脉体灌流液中P PO O2 2对呼吸的影响对呼吸的影响第124页，共131页，编辑于2022年，星期三低低O2对呼吸的影响小结对呼吸的影响小结 1、低氧可使呼吸增强，肺通气量增加，但需要、低氧可使呼吸增强，肺通气量增加，但需要动脉血中动脉血中PO2下降到下降到80 mmHg以下时，才有明显以下时，才有明显效应。低氧对呼吸中枢的直接作用是抑制其活效应。低氧对呼吸中枢的直接作用是抑制其活动，故低氧兴奋呼吸的作用途径完全是通过刺激动，故低氧兴奋呼吸的作用途径完全是通过刺激外周化学感受器反射性引起的。外周化学感受器反射性引起的。2、严重缺、严重缺O2时，来自外周化学感受器的兴奋作时，来自外周化学感受器的兴奋作用不足以抵消缺用不足以抵消缺O2对呼吸中枢的抑制作用，所以对呼吸中枢的抑制作用，所以表现为呼吸抑制。表现为呼吸抑制。第125页，共131页，编辑于2022年，星期三H+浓度浓度中枢化学中枢化学感受器感受器外周化学外周化学感受器感受器PO2外周化学外周化学感受器感受器小结：小结：PCO2中枢化学中枢化学感受器感受器外周化学外周化学感受器感受器PO2H+浓度浓度PCO2中枢化学中枢化学感受器感受器外周化学外周化学感受器感受器第126页，共131页，编辑于2022年，星期三PCO2、H+及及PO2的相互关系的相互关系 PCO2 H+，两，两者均刺激通气者均刺激通气 H+通气通气 CO2 抵消一部分由抵消一部分由 H+的刺激作用的刺激作用 PO2 通气通气 PCO2 和和 H+减弱减弱了了PO2的刺激作用的刺激作用 第127页，共131页，编辑于2022年，星期三（二）肺牵张反射（二）肺牵张反射 概念：概念：1.肺扩张反射：肺扩张时引起吸气抑制的反射。肺扩张反射：肺扩张时引起吸气抑制的反射。肺扩张肺扩张 刺激了气道平滑肌的牵张感受器刺激了气道平滑肌的牵张感受器 延髓延髓 吸气切断机制吸气切断机制 切断吸气切断吸气 呼气呼气 2.肺萎陷反射：肺萎陷到一定程度时反射性地引肺萎陷反射：肺萎陷到一定程度时反射性地引 起吸气的反射。起吸气的反射。第128页，共131页，编辑于2022年，星期三（三）防御性呼吸反射（三）防御性呼吸反射 咳嗽反射：激惹气道粘膜感受器咳嗽反射：激惹气道粘膜感受器 呼吸肌呼吸肌 强烈收缩强烈收缩+会厌关闭会厌关闭 肺内压急剧上升肺内压急剧上升 会厌突然开放会厌突然开放 从肺内涌出爆发性气流从肺内涌出爆发性气流 喷嚏反射：激惹鼻粘膜喷嚏反射：激惹鼻粘膜 气体急剧地通过气体急剧地通过 鼻腔喷出（会厌持续开放）鼻腔喷出（会厌持续开放）第129页，共131页，编辑于2022年，星期三复习思考题复习思考题1.1.何谓呼吸？呼吸全过程由哪几个环节组成？何谓呼吸？呼吸全过程由哪几个环节组成？2.2.肺通气的动力是什么？需要克服那些阻力才能实现肺通气？肺通气的动力是什么？需要克服那些阻力才能实现肺通气？3.3.胸膜腔负压是如何形成的？有什么生理意义？胸膜腔负压是如何形成的？有什么生理意义？4.4.简述肺表面活性物质的来源、主要成分、生理作用及意义？简述肺表面活性物质的来源、主要成分、生理作用及意义？5.5.在动物实验中，增大无效腔对呼吸有何影响？为什么？在动物实验中，增大无效腔对呼吸有何影响？为什么？6.6.为什么深而慢的呼吸比浅而快呼吸效率高？为什么深而慢的呼吸比浅而快呼吸效率高？7.7.试分析氧解离曲线的特点和生理意义。试分析氧解离曲线的特点和生理意义。8.8.试述动脉血中二氧化碳分压升高、氧分压降低、试述动脉血中二氧化碳分压升高、氧分压降低、H+升高对呼吸有升高对呼吸有何影响？为什么？何影响？为什么？第130页，共131页，编辑于2022年，星期三思考题思考题 某女性患者，某女性患者，48岁，患有糖尿病及高血压，进来出现活动岁，患有糖尿病及高血压，进来出现活动时气促。时气促。1个月前在赶公交车时，出现一过性呼吸困难。路人个月前在赶公交车时，出现一过性呼吸困难。路人看见她坐在地上喘息将她送往医院。在急症室检查发现，血压看见她坐在地上喘息将她送往医院。在急症室检查发现，血压180/100mmHg，心率，心率110次次/分，分，X光胸透显示急性肺水肿；医光胸透显示急性肺水肿；医生给与利尿药和给氧处理，呼吸困难有所缓解。经检查，患者生给与利尿药和给氧处理，呼吸困难有所缓解。经检查，患者无心肌梗塞。医生给与地高辛和动脉扩张剂。但患者服药后感无心肌梗塞。医生给与地高辛和动脉扩张剂。但患者服药后感到比过去病情更重、乏力和疲倦。到比过去病情更重、乏力和疲倦。问题：问题：1.如何对患者先出现的呼吸困难和肺水肿给出生理学解释？如何对患者先出现的呼吸困难和肺水肿给出生理学解释？2.如何改善该患者心输出量？如何改善该患者心输出量？3.为什么该患者在针对心力衰竭服药治疗后主观感觉反而变重为什么该患者在针对心力衰竭服药治疗后主观感觉反而变重？第131页，共131页，编辑于2022年，星期三