生理学--呼吸课件.ppt
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1、第五章第五章 呼呼 吸吸呼吸呼吸:机体与外界环境之间的气体交换过程机体与外界环境之间的气体交换过程外呼吸外呼吸气体在血液气体在血液中的运输中的运输内呼吸内呼吸呼吸过程的三个环节:呼吸过程的三个环节:外呼吸外呼吸肺通气肺通气肺换气肺换气气体在血液中的运输气体在血液中的运输内呼吸内呼吸(组织换气)(组织换气)第一节第一节 肺通气肺通气 肺通气:肺通气:肺与外界环境之间的气体交换过肺与外界环境之间的气体交换过程程 实现肺通气的器官:实现肺通气的器官:呼吸道、肺泡和胸廓呼吸道、肺泡和胸廓终末细支气管终末细支气管呼吸性细支气管呼吸性细支气管肺泡管肺泡管肺泡囊肺泡囊肺泡肺泡(一)(一)肺通气的动力肺通气的
2、动力气体气体P1气体气体P2吸气吸气呼气呼气一、肺通气的原理一、肺通气的原理 直接动力:直接动力:肺与外界大气之间的压力差肺与外界大气之间的压力差 原动力:原动力:呼吸肌的收缩舒张所引起的呼吸肌的收缩舒张所引起的呼吸运动呼吸运动1.1.呼吸运动呼吸运动 呼吸肌收缩舒张引起的胸廓呼吸肌收缩舒张引起的胸廓扩大和缩小。扩大和缩小。吸气运动吸气运动呼气运动呼气运动 呼吸运动过程呼吸运动过程斜角肌斜角肌胸锁乳突肌胸锁乳突肌肋间外肌肋间外肌膈肌膈肌肋间内肌肋间内肌 腹部腹部 肌群肌群吸气肌吸气肌呼气肌呼气肌呼吸肌的收缩或舒张呼吸肌的收缩或舒张 (原动力)(原动力)扩大扩大缩小缩小肺容积肺容积扩大扩大缩小缩
3、小胸廓胸廓大气压大气压气体排出肺气体排出肺呼气呼气(expiration)肺内压肺内压(2 2)呼吸形式)呼吸形式腹式呼吸腹式呼吸: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胸式呼吸胸式呼吸: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 腹式呼吸和胸式呼吸腹式呼吸和胸式呼吸 平静呼吸和用力呼吸平静呼吸和用力呼吸 平静呼吸平静呼吸主动主动呼气运动呼气运动被动被动 呼吸过程呼吸过程吸气运动吸气运动频率频率1218次次/分分平静呼吸运动过程:平静呼吸运动过程:吸气运动吸气运动 吸气肌:膈肌,肋间外肌等收缩吸气肌:膈肌,肋间外肌等收缩 呼气运动呼气运动 吸气肌:膈肌,
4、肋间外肌舒张,胸吸气肌:膈肌,肋间外肌舒张,胸廓减小,肺依自身回缩力而回位廓减小,肺依自身回缩力而回位 用力呼吸用力呼吸吸气和呼气吸气和呼气都是都是主动主动的的用力呼吸运动用力呼吸运动吸气肌:吸气肌:膈肌,肋间外肌、膈肌,肋间外肌、辅助吸气肌收缩。辅助吸气肌收缩。呼气肌:呼气肌:肋间内肌收缩肋间内肌收缩 腹肌收缩腹肌收缩、膈肌,、膈肌,肋间外肌舒张肋间外肌舒张呼气呼气吸气吸气2.2.肺内压肺内压 1-2mmHg 呼气:肺内压呼气:肺内压大气压大气压吸气、呼气末:肺内压吸气、呼气末:肺内压大气压大气压吸气:肺内压吸气:肺内压大气压大气压3.3.胸膜腔内压胸膜腔内压(胸内压)胸内压)胸内压胸内压
5、大气压大气压胸内负压胸内负压胸膜腔胸膜腔大气压大气压胸内压胸内压 肺回缩力肺回缩力 平静呼气末:平静呼气末:-5-5-3-3 平静吸气末:平静吸气末:-10-10-5-5胸内压胸内压肺内压肺内压肺回缩力肺回缩力吸气末、呼气末吸气末、呼气末肺内压大气压肺内压大气压 形成形成 生理意义:生理意义:维持肺扩张维持肺扩张 促进静脉与淋促进静脉与淋 巴回流巴回流小结:小结:(1)呼吸运动是肺通气的原动力。呼吸运动是肺通气的原动力。(2)肺内压与大气压之间的压力差推动肺内压与大气压之间的压力差推动 气体进出肺气体进出肺,是肺通是肺通 气的直接动力。气的直接动力。(3)胸膜腔内压维持肺处于扩张状态。胸膜腔内
6、压维持肺处于扩张状态。(二二)肺通气的阻力肺通气的阻力 分为分为:弹性阻力弹性阻力 :肺、胸廓:肺、胸廓 (70%70%)非弹性阻力非弹性阻力 :气道、惯性、粘滞:气道、惯性、粘滞 (30%30%)弹性阻力弹性阻力(R)(R):物体对抗外力作用物体对抗外力作用所引起的变形的力所引起的变形的力 1.1.弹性阻力和顺应性弹性阻力和顺应性顺应性顺应性(C)(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 V VP PR R1 1 C C(L/cmH2O)3)肺弹性阻力)肺弹性阻力来源来源:弹性纤维及弹性纤维及 胶原纤维胶原纤维 1/31/3 表面张力表面张力2/32/3 (液(液
7、气界面)气界面)表面张力表面张力(Surface tensionSurface tension)在两相在两相(特别是气特别是气-液液)界面上,处界面上,处处存在着一种张力,它垂直与表面的处存在着一种张力,它垂直与表面的边界,指向液体方向并与表面相切。边界,指向液体方向并与表面相切。P:P:肺泡内压力肺泡内压力T T:肺泡表面张力肺泡表面张力 r r:肺泡半径肺泡半径 Laplace定律P P2Tr r 肺泡表面张力肺泡表面张力附加压力总是指向球面的球心附加压力总是指向球面的球心*脂蛋白脂蛋白 *主要成分主要成分:二软脂酰卵磷脂二软脂酰卵磷脂 (DPPC/DPL DPPC/DPL)*分泌部位分泌
8、部位:肺泡肺泡II II型型细胞细胞肺泡表面活性物质肺泡表面活性物质 维持大小肺泡的稳定性维持大小肺泡的稳定性 减少肺间质与肺泡内组织液生成减少肺间质与肺泡内组织液生成 降低吸气阻力,减少吸气作功降低吸气阻力,减少吸气作功正常成人两肺总顺应性约为正常成人两肺总顺应性约为0.2L/cm H2O肺泡表面活性物质的作用肺泡表面活性物质的作用:降低肺泡表面张力降低肺泡表面张力(2)胸廓的弹性阻力)胸廓的弹性阻力 胸廓也是双向弹性体,其弹性回位力的方向,胸廓也是双向弹性体,其弹性回位力的方向,随胸廓所处的位置而改变(随胸廓所处的位置而改变(67%肺总容量为界)。肺总容量为界)。2.2.非弹性阻力非弹性阻
9、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:80%80%90%90%影响气道阻力的因素:影响气道阻力的因素:气流速度气流速度 流速快流速快阻力大阻力大 气流的形式:气流的形式:层流阻力小层流阻力小 湍流阻力大湍流阻力大 气道的口径气道的口径 R1/rR1/r4 4二、肺通气功能的指标二、肺通气功能的指标(一一)肺容积和肺容量肺容积和肺容量 1.1.肺容积肺容积 (1 1)潮气量()潮气量(TV TV)每次呼吸时吸入每次呼吸时吸入 或呼出的气量或呼出的气量 平静吸气末,再平静吸气末,再尽力吸气所能吸的尽力吸气所能吸的气量气量(2 2)补吸气量)补吸气量(IRV)(IRV)平静呼
10、气末,再尽平静呼气末,再尽 力呼气所能呼出的力呼气所能呼出的 气量气量(3 3)补呼气量)补呼气量(ERV)(ERV)(4 4)残气量()残气量(RV RV)最大呼气末尚存留于肺内不能再呼最大呼气末尚存留于肺内不能再呼 出的气量出的气量 100010001500 ml1500 ml (1)(1)功能残气量功能残气量残气量残气量+补呼气量补呼气量 2500ml2500ml2.2.肺容量肺容量(2 2)肺活量(肺活量(VC VC)尽力吸气后,从肺内所能呼出的最大气量尽力吸气后,从肺内所能呼出的最大气量 潮气量潮气量+补吸气量补吸气量+补呼气量补呼气量 男性:男性:3500ml 3500ml 女性:
11、女性:2500ml2500ml *评价肺静态通气功能评价肺静态通气功能较好的指标较好的指标单位时间内呼出的气量占单位时间内呼出的气量占肺活量的百分数肺活量的百分数FEV1/FCV=80%用力呼气量(用力呼气量(FCV)(时间肺活量)(时间肺活量)*评价肺通气功能较好的指标评价肺通气功能较好的指标(三三)肺通气量和肺泡通气量肺通气量和肺泡通气量1.1.每分通气量每分通气量 每分钟进或出肺的气体总量每分钟进或出肺的气体总量 潮气量潮气量呼吸频率呼吸频率 (6(69L/min)9L/min)最大随意通气量(最大随意通气量(150 L/min150 L/min)通气储备百分比(通气储备百分比(93%9
12、3%)2.2.无效腔和无效腔和肺泡通气量:肺泡通气量:解剖无效腔(解剖无效腔(150 ml150 ml)生理无效腔生理无效腔肺泡无效腔(肺泡无效腔(0 ml0 ml)肺泡通气量肺泡通气量=(潮气量(潮气量-无效腔无效腔)呼吸频呼吸频率率 潮气量为潮气量为500ml,500ml,无效腔气量为无效腔气量为150ml,150ml,呼吸频率为呼吸频率为1212次次/min,/min,则肺泡则肺泡通气量为通气量为:(500(500150)12150)12350 12350 124200 ml4200 ml呼吸形式呼吸形式 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/
13、min/min)(ml)(ml/min)(ml/min)(ml)(ml/min)(ml/min)平静呼吸平静呼吸 1616 500 500 8000 8000 5600 5600深慢呼吸深慢呼吸 8 8 1000 1000 8000 8000 6800 6800浅快呼吸浅快呼吸 3232 250 250 8000 8000 3200 3200不同呼吸频率、潮气量对肺通气量和肺泡通气量的影响不同呼吸频率、潮气量对肺通气量和肺泡通气量的影响适当的深而慢的呼吸可提高肺通气功能适当的深而慢的呼吸可提高肺通气功能 肺换气肺换气与组织换气与组织换气第二节第二节一、气体交换的原理一、气体交换的原理(一一)气
14、体的扩散气体的扩散 扩散的动力:气体的分压差扩散的动力:气体的分压差 气体扩散速率(气体扩散速率(D)D)单位时间内气体扩散的容积单位时间内气体扩散的容积 影响因素影响因素:1.1.气体的分压差气体的分压差 气体分压总压力气体分压总压力该气体的容积百分比该气体的容积百分比2.2.气体的分子量和溶解度气体的分子量和溶解度 S S MW MW DC DCOO2 2:2.14 ml/L 322.14 ml/L 32 3.78 3.78COCO2 2:51.5 ml/L51.5 ml/L 44 44 77.64 77.64 CO CO2 2 的扩散系数是氧的的扩散系数是氧的20.52 20.52 倍倍
15、3.3.扩散面积扩散面积(A(A)和距离和距离(d)(d)4.4.温度温度(T(T)扩散系数扩散系数(DC)(DC)S SMWMW(二二)呼吸气体和人体不同部位气体的分压呼吸气体和人体不同部位气体的分压二、肺换气二、肺换气(一一)肺换气过程肺换气过程Respiratory Gases Exchange(二二)影响肺换气的因素影响肺换气的因素1.1.呼吸膜的厚度呼吸膜的厚度(肺泡肺泡-Cap-Cap膜膜 )六层结构六层结构2.2.呼吸膜的面积呼吸膜的面积 3 3亿个肺泡,亿个肺泡,总扩散面积总扩散面积70m70m2 23.3.通气通气/血流比值(血流比值(V/QV/Q)每分钟每分钟肺泡通气量肺泡
16、通气量与与肺血流量肺血流量的比值的比值 V/Q=4.2/5V/Q=4.2/5 =0.84 =0.84 流经肺的混合流经肺的混合V V血血 全部变为全部变为A A血血V/QV/Q比值比值0.840.84肺血管栓塞肺血管栓塞通气过度,血流不足通气过度,血流不足肺泡无效腔增大肺泡无效腔增大V/QV/Q比值比值0.840.84支气管痉挛支气管痉挛通气不足,血流过多通气不足,血流过多功能性功能性A-VA-V短路短路V/QV/Q比值比值0.84 V/Q0.84 V/Q比值比值0.840.84肺肺换气效率换气效率缺缺OO2 2明显,明显,COCO2 2潴留不明显潴留不明显原因:原因:PO2下降下降程度程度P
17、CO2升高程度升高程度 CO2扩散比扩散比O2快快,不易潴留,不易潴留 PO2,PCO2(+)呼吸呼吸 利于利于CO2排出排出说明:说明:0.840.84是平均值,不是指肺的每部分都是是平均值,不是指肺的每部分都是 整个肺:整个肺:V/QV/Q0.84 0.84 肺尖部:肺尖部:V/QV/Q比值比值 2.52.5 肺底部:肺底部:V/QV/Q比值比值 0.60.6第三节第三节气体在血液中的运输气体在血液中的运输一、气体在血液中的存在形式一、气体在血液中的存在形式O O2 2、COCO2 2物理溶解:量少物理溶解:量少化学结合:量多化学结合:量多气体气体溶解溶解化学结合化学结合溶解溶解 动脉血动
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