呼吸2学习教程.pptx

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1、 本章要求掌握肺内压的变化；胸膜腔内压的形成及意义；肺顺应性概念；肺表面活性物质的来源及意义；影响气道阻力的因素；肺活量、用力呼气量及肺泡通气量的概念及意义。掌握肺换气的原理和影响因素；肺通气/血流比值的概念和意义。掌握氧与HbHb结合的特征、氧解离曲线的特点及影响因素。掌握化学感受器的种类和化学感受性反射。熟悉呼吸的概念及基本过程；呼吸运动；气体在血液中运输的形式；COCO2 2解离曲线；呼吸中枢的概念、部位和作用；肺牵张反射的概念及意义。了解呼吸器官的结构特点及功能意义；急性低氧环境对呼吸及机体的影响，机体对低氧环境的适应，高压环境对机体的影响。第1页/共123页呼吸（呼吸（Respira

2、tion）：）：机体与外界环境之间的气体交换过程。三个相互衔接并同时进行的过程1.外呼吸 包括肺通气和肺换气2.气体在血液中的运输3.内呼吸 组织细胞与组织毛细血管之间 的气体交换以及组织细胞内的生物氧化过程第2页/共123页第一节第一节 呼吸器官的结构特点及功能呼吸器官的结构特点及功能 第二节第二节 肺通气肺通气第三节第三节 呼吸气体的交换呼吸气体的交换第四节第四节 气体在血液中的运输气体在血液中的运输第五节第五节 呼吸运动的调节呼吸运动的调节 目 录第3页/共123页第一节 呼吸道和肺的结构与功能呼吸道上呼吸道下呼吸道呼吸道：具有加温、加湿、过滤和清洁作用 一、呼吸道（Airway)第4页

3、/共123页：呼吸道的平滑肌受神经、体液因素的调节 植物神经系统：副交感神经使呼吸道平滑肌收缩 交感神经使呼吸道平滑肌舒张收缩：组织胺、5-HT、内皮素、缓激肽舒张：儿茶酚胺、PGE2、氨茶碱化学因素第5页/共123页肺泡上皮细胞 型细胞型细胞二、肺泡第6页/共123页三、胸廓第7页/共123页 第二节 肺 通 气 （pulmonary ventilation）肺通气是指肺与外界环境之间的气体交换 肺通气的直接动力：肺内压与大气压之间的压力差肺通气的原动力：呼吸运动 （Respiratory movement)呼吸运动引起胸廓容积变化（原动力）肺容积变化肺内压与大气压差变化（直接动力）肺通气一

4、、肺通气的动力密闭胸膜腔作用第8页/共123页 吸气肌收缩和舒张胸廓扩大和 缩小肺内压降低大气压 呼气肺扩大和缩小浆液内聚力 胸膜腔内负压呼吸运动原动力肺内压与大气压的压力差直接动力第9页/共123页呼吸肌呼气肌 呼吸运动：呼吸肌的收缩和舒张引起的胸呼吸运动：呼吸肌的收缩和舒张引起的胸 廓节律性扩张与缩小。廓节律性扩张与缩小。吸气肌腹壁肌肋间内肌肋间外肌膈肌（一）呼吸运动(Respiration movement)第10页/共123页1.1.1.1.按呼吸幅度分为按呼吸幅度分为 平静呼吸平静呼吸(Eupnea)(Eupnea)(Eupnea)(Eupnea)：安静状态下：安静状态下平稳而均匀的

5、自然呼吸。平稳而均匀的自然呼吸。吸气：主动过程呼气：被动过程 用力呼吸（用力呼吸（Forced breathing Forced breathing Forced breathing Forced breathing）：加深加快的呼吸。）：加深加快的呼吸。吸气：主动过程呼气：主动过程呼吸运动分类第11页/共123页 2.按参与呼吸运动的肌群不同分为腹式呼吸(Abdominal breathing):以膈肌舒缩活动为主的呼吸运动。胸式呼吸(Thoracic breathing):以肋间外肌舒缩活动为主的呼吸运动。第12页/共123页呼吸暂停、声带开放、呼吸道通畅时：肺内压大气压呼吸运动过程中肺内

6、压的周期性交替升降 肺内压和大气压之间的压力差 推动气体进出肺的直接动力 1.肺内压(Intrapulmonary pressure)即肺泡内的压力（二）呼吸时肺内压和胸膜腔内压的变化第13页/共123页吸气初：肺内压 大气压 呼气开始呼气末：肺内压=大气压 呼气停止呼气末吸气末第14页/共123页（1）胸膜腔：位于两层胸膜之间的潜在、密闭的腔隙，其内仅少量浆液2.胸膜腔内压(Intrapleural pressure)（2）胸膜腔内压：胸膜腔内的压力。测量：直接法 间接法第15页/共123页（3）胸膜腔内压正常值（mmHg）吸气末 呼气末平静呼吸 -10-5 -5-3用力呼吸 -90 +11

7、0第16页/共123页 胸膜腔内压=肺内压 肺回缩力 在吸气末或呼气末 胸膜腔内压=大气压 肺回缩力 以大气压为0，胸膜腔内压=肺回缩力 （负压是指其低于大气压）呼气末：-3 -5mmHg；吸气末：-5 -10 mmHg为什么平静呼气末胸膜腔内压仍然为负（4）形成机制第17页/共123页以胸膜腔密闭且含浆液为条件胸廓生长肺生长胸廓容积肺容积 胸廓将肺拉大肺回缩 胸膜腔内负压第18页/共123页胸膜腔负压及其生理意义：胸膜腔负压及其生理意义：维持肺泡的扩张状态，有利于肺的扩张 有利于静脉血及淋巴液的回流气胸第19页/共123页弹性阻力（肺和胸廓）平静呼吸时约占总通气阻力的70%非弹性阻力 平静呼

8、吸时约占总通气阻力的30%（气道阻力、惯性阻力与粘滞阻力）二、肺通气的阻力第20页/共123页（一）弹性阻力与顺应性（一）弹性阻力与顺应性弹性阻力(R)：物体对抗外力作用所引起变形的力。包括肺弹性阻力和胸廓弹性阻力。顺应性(C)：在外力作用下弹性组织的可扩张性。顺应性（C）=容积变化/压力变化(L/cmH2O)顺应性（C）=1/R第21页/共123页1.肺的弹性阻力与顺应性(Compliance)CL=L/cmH2O 跨肺压的变化（P）肺容量的变化（V）肺的弹性阻力肺组织的弹性回缩力（1/3）肺泡内液-气界面的表面张力（2/3）第22页/共123页（1）肺泡表面张力和肺表面活性物质 肺泡表面张

9、力(Surface tension)肺泡的内表面覆盖一薄层液体，与肺泡内气体形成液-气界面。在肺泡液-气界面，使液体表面积趋于缩小的力谓之。第23页/共123页 是吸气的阻力，阻碍肺泡扩张，降低肺顺应性 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 肺泡表面张力对肺泡的影响第24页/共123页 肺泡表面活性物质(Pulmonary surfactant)产生：由肺泡型细胞产生 主要成分：二棕榈酰卵磷脂 分布：单分子穿插在肺泡内 液体层中 作用：降低肺泡表面张力第25页/共123页肺表面活性物质减少 肺不张、肺大泡、破裂肺弹性阻力增加，顺应性降低 吸气困难易形成肺水肿肺泡表面

10、活性物质生理意义：稳定大小肺泡减少肺间质和肺泡内的组织液生成，防 止肺水肿降低吸气阻力，增加肺的顺应性第26页/共123页正常及几种异常情况下顺应性曲线 跨肺压(cmH2O)（肺内压-胸内压）正常肺气肿（emphysema）肺纤维化(fibrosis)肺不张(atelectasis)肺容积(L)第27页/共123页肺容量=肺总容量的67%无回弹力肺容量肺总容量的67%向内的回弹力，吸气阻力肺容量肺总容量的67%向外的回弹力，吸气动力 胸腔容积变化(V)Cchw=L/cmH2O 跨胸壁压力变化(P)2.胸廓弹性阻力和顺应性(Compliance)胸廓弹性阻力方向可变，既可是吸气的动力，也可是吸气

11、的阻力第28页/共123页肺容量占肺总容量百分比胸廓弹性回位力胸廓容积67（自然位置）（平静吸气末）无自然容积 67（自然位置）（深吸气状态）向内（吸气阻力）大于自然容积 67（0.84(dead space)肺泡无效腔7%PCO2过高直接抑制呼吸中枢CO2但CO2 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CO2 麻醉第87页/共123页颈动脉体灌流液颈动脉体对PCO2的反应记录电极PCO2颈动脉体放电频率第88页/共123页 H+不变 PCO2H+PCO2人工脑脊液中枢化学感受器对PCO2的反应第89页/共123页H2O碳酸酐酶H2CO3中枢化学感受器H+HCO3动脉血

12、中PCO2升高CO2血脑屏障第90页/共123页CO2的两条作用途径中枢化学感受器动脉血中PCO2升高H+外周化学感受器故主要是中枢化学感受器作用破坏外周化学感受器第91页/共123页动脉血中H+呼吸加深加快 肺通气量增多中枢化学感受器对H+的敏感性较外周化学感受器大 25倍，H+透过血脑屏障的速度较慢，限制其作用。脑脊液中的H+才是中枢化学感受器的最有效的刺 激。2.H+对呼吸运动的调节第92页/共123页血液H+浓度中枢化学感受器外周化学感受器脑脊液中的H+H+第93页/共123页3.缺O2对呼吸运动的调节 呼吸气中的PO2 呼吸加深加快 肺通气量 仅当PO2 低于10.64kPa（80m

13、mHg）才有调节作用，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，缺氧对呼吸中 枢的直接作用是抑制 当中枢化学感受器对CO2 产生适应时，PO2 对外周化 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第94页/共123页小结：PCO2中枢化学感受器外周化学感受器呼吸加深加快H+PO2注：为主要途径，为次要途径第95页/共123页PCO2、H+及PO2的相互关系 PCO2 H+，两者均刺激通气 H+通气 CO2 抵消一部分由 H+的刺激作用 PO2 通气 PCO2 和 H+减弱了PO2的刺激作用 第96页/共123页（二）机械感受性反射 1.肺牵张反射（Heri

14、ng-Breuer reflex）（1）肺扩张反射：肺扩张时引起吸气抑制的反射。肺扩张 刺激了气道平滑肌的牵张感受器 延髓 吸气切断机制 切断吸气 呼气（2）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。第97页/共123页2.呼吸肌的本体感受性反射（三）防御反射 咳嗽反射：激惹气道黏膜感受器 呼吸肌 强烈收缩+会厌关闭 肺内压急剧上升 会厌突然开放 从肺内涌出爆发性气流 喷嚏反射：激惹鼻黏膜 气体急剧地通过 鼻腔喷出（会厌持续开放）第98页/共123页陈施氏呼吸（Cheyne-stokes氏呼吸）：呼吸运动逐渐加强加快，达到最强后，又逐渐减弱减慢，直到呼吸暂停，待一定时间后，又重复

15、上述过程，周而复始。三、周期性呼吸第99页/共123页Biot呼吸：多次强呼吸后，出现一次长时间呼吸暂停，如此周而复始。三、周期性呼吸第100页/共123页四、环境对呼吸的影响（一）高海拔对呼吸的影响主要是低氧因素的作用，而其低压作用则不明显 1.低氧对机体的急性作用（急性高山病）表现：嗜睡、精神和体力疲倦无力、头痛、偶有恶心、欣快感、呼吸急促、心率加快（由缺氧触发的代偿机制以增加循环运送至组织的可利用氧）、思维障碍（判断力和记忆力下降）、运动失调；抽搐，最终昏迷，很快死亡。机制：急性缺氧和由之引起的通气过度导致低碳酸血症。第101页/共123页2.低氧环境下的通气反应缺氧最早23分钟：通气过

16、度；随后的数十分钟：通气反应随低氧的延续而下降（通气衰减）机制：低氧刺激颈动脉体化学感受器性反射第102页/共123页3.长期低氧下的习服低氧习服（acclimatization to hypoxia）肺通气增加；红细胞数增加；肺扩散容量增加；组织毛细血管数量增加；组织细胞内利用氧的能力增强。第103页/共123页（二）高气压（潜水）对呼吸的影响 对神经系统的影响：肢体或全身性震颤、恶心、呕吐、眩晕以及思维障碍，脑电图出现波和波；对循环系统的影响：血流分配改变，减少静脉回流从而使心输出量减少；对呼吸系统的影响：随着下潜时压力的升高，吸入气的密度加大，肺泡通气量减少；呼吸阻力增加，呼吸因而变慢、

17、变深，严重时可使呼吸肌疲劳而导致呼吸衰竭，同时，压力升高使血液溶解过多的O2和N2，引起急性氧中毒和氮气麻醉；潜水上升时：易造成肺压力性损伤，气体栓塞和气胸。第104页/共123页课后自测单项选择题 1下列关于平静呼吸的描述，错误的是（）A吸气时肋间外肌收缩 B吸气时膈肌收缩 C呼气时肋间内肌收缩 D.呼气时膈肌和肋间外肌舒张 E呼气时胸骨和肋骨回位2下列哪种情况可使肺顺应性减小？（）A气道阻力减少 B气道阻力增加 C肺的弹性阻力增加 D肺的弹性阻力减少 E肺泡表面活性物质增加3能使气道平滑肌舒张的化学因素是（）AAch B内皮素 C组织胺 DPGE2 EPGF24评价肺通气功能较好的指标是（

18、）A生理无效腔 B用力呼气量 C肺活量 D.功能余气量 E每分通气量第105页/共123页5决定肺部气体交换方向的主要因素是（）A气体溶解度 B气体和Hb亲和力 C气体分子量大小 D肺泡膜的通透性 E气体的分压差6P50是指（）A使Hb氧饱和度达50时的 Po2 B使Hb的氧容量达正常值的50时的 Po2 C使Hb的氧含量达正常值50时的Po2 D.Po2为50mmHg时的Hb氧饱和度 E.Po2为正常值的 50时的氧饱和度7脑桥呼吸调整中枢的功能是（）A抑制吸气，使吸气转为呼气 B限制呼气相的时间 C是肺牵张反射的中枢 D形成基本的呼吸节律 E接受迷走神经的传入冲动第106页/共123页8下

19、列关于大脑皮质对呼吸运动调节的叙述，哪一项是错误的？（）A大脑皮质可控制随意呼吸 B大脑皮质可通过控制低位脑干呼吸神经元调节呼吸 C在建立与呼吸有关的条件反射的过程中，大脑皮质起重要作用 D在人类平时生活中，呼吸对环境的适应并不需要大脑皮质参与 E大脑皮质中既有呼吸运动的兴奋区又有抑制区 9切断家兔颈部双侧迷走神经后，呼吸将（）A变快变深 B变快变浅 C变慢变深 D变慢变浅 E变快，呼吸深度不变 10控制呼吸基本节律的中枢位于（）A脊髓前角 B延髓 C脑桥背外侧 D中脑 E下丘脑第107页/共123页思考题 在长时间嚎啕大哭后，会出现呼吸暂停、一过性意识丧失，这种现象的产生和恢复机制如何？第1

20、08页/共123页知识拓展人工呼吸（Artificial Respiration）及不同通气方式对机体的影响 第109页/共123页一、人工呼吸 在临床麻醉和急症、重症患者的急救复苏和监测治疗中，常常需要采用人工方法建立或辅助人体的通气功能。人工呼吸就是指用人为的方法建立起肺内压与大气压之间的压力差，以维持肺通气的过程。人工呼吸可分为正压法和负压法两类。施以正压引起吸气的人工呼吸为正压人工呼吸，施以负压引起吸气的人工呼吸为负压人工呼吸。人工呼吸既可以通过人工手法操作实施，也可以通过机械操作（呼吸机）完成。常用的手法操作有口对口吹气法、俯卧举臂压背法和仰卧压胸法，其中口对口吹气法为正压人工呼吸，

21、其余两种为负压人工呼吸；不同类型的呼吸机可实施正压或负压人工呼吸，临床上最常用的有常规加压通气和高频通气两类。第110页/共123页 最常用的正压通气方式为间歇正压通气（intermittent positive pressure ventilation,IPPV），即经呼吸道内施以正压，将气体压入肺内，形成吸气，靠肺泡回缩形成的压力呼出气体。若患者尚有自主呼吸，则此种方法只是一种辅助呼吸方式，患者吸气与呼吸机的工作同步，称为间歇正压呼吸（intermittent positive pressure breathing,IPPB）。间歇正压通气主要有两种方法。一是控制性机械通气（control

22、led mechanical ventilation,CMV），即在无自主呼吸的情况下施行；另一为间歇指令（或强制）通气（intermittent mandatory ventilation，IMV），系在保留患者残存的自主呼吸节律的同时，间隔一定的自主呼吸次数，有规律地强制进行加压吸气，使每分通气量接近正常水平，是自主呼吸与控制呼吸的结合。如果这种强制加压通气是由患者的自主呼吸触发，则称同步间歇指令通气（synchronous intermittent mandatory ventilation，SIMV）。第111页/共123页 如在呼吸时施以某种程度的阻力负荷使呼气末气道内仍维持正压，称

23、为呼气末正压法（positive end-expiratory pressure,PEEP）。如在施行IPPV时加用PEEP，则吸气和呼气时气道内均为正压，现一般称此种方法为持续正压通气（continuous positive pressure ventilation,CPPV）。在患者有自主呼吸时使用持续气流及PEEP以使呼吸全过程均为正压，则称为持续气道正压（continuous positive airway pressure,CPAP）。当在自主呼吸的吸气时气道压峰值低于大气压后应用PEEP称为有自主呼吸时的PEEP，简称sPEEP。sPEEP与CPAP的主要区别是前者吸气时气道内为负

24、压，非呼吸全程均加压。目前CPAP泛指存在自主呼吸时的各种呼气末正压法，包括已行气管内插管者和sPEEP。第112页/共123页 高频通气（high frequency ventilation,HFV）可分为高频正压通气（high frequency positive pressure ventilation,HFPPV），高频喷射通气（high frequency jet ventilation,HFJV）和高频断流（high frequency flow interruption,HFFI）及高频振荡通气（high frequency oscillation ventilation,HFO

25、V）三类。目前临床最常用者为高频喷射通气。第113页/共123页二、几种常用的通气方式对生理功能的影响（一）间歇正压通气（IPPV）施行IPPV时，系用正压以克服气道阻力、胸廓及肺的弹性阻力而将气体压入肺中，使胸膜腔内压和肺内压升高，腔静脉回心血量因而减少，肺血管阻力增加，右心后负荷增加。在肺泡充气量达高峰时，流经肺泡的血量反而减少，影响通气/血流比值。这种对循环的影响与通气时的气道内压力高低及其持续时间有关。在施行IPPV时一般都采用呼气末平压（zero end-expiratory pressure,ZEEP）、呼吸频率采用常频通气、吸气与呼气间期比例为1:2，可使气道内压在较长的呼气间期

26、内降至与大气压相等，使胸膜腔内负压充分恢复，有利于减轻IPPV对循环的影响。第114页/共123页 作IPPV时每次压入的气体容量一般稍大于患者的潮气量，以取得较好的气体交换效果。如所给通气量过低，吸气时间过短，加压急骤，则气体交换效果差，且易导致肺顺应性差的肺泡区膨胀不全，气体分布不均匀而加大肺内生理性分流。如每次通气量过大或跨肺压太高，则肺泡扩张，通气过度，流经肺泡血量锐减，使通气/血流比值增高，肺泡无效腔加大，而且有肺泡气压伤的危险。IPPV的通气效果还受到胸廓及肺的顺应性和气道阻力的影响。因在潮气量范围内，肺顺应性较稳定，潮气量以上时肺顺应性逐渐减小，所以，对肺顺应性较差的患者，宜适当

27、控制每次通气量，超过患者潮气量范围使用过高压力的通气不但影响循环，而且所增加的气体量往往进入原来顺应性较好的肺泡区，反而增加生理无效腔，对此类患者只能在顺应性改善后再相应调整每次通气量。第115页/共123页 气道阻力主要减慢气体流速，故对这类患者则应适当延长吸气时间，减少IPPV频率，否则可因吸气时间过短肺泡不能得到足够通气量而致通气不足，也可造成气道内压力骤增影响循环。在用呼吸机进行呼吸治疗方面，一般均主张用低潮气量（68ml/kg，不超过10ml/kg）。间歇指令通气(IMV)由于保持了患者的自主呼吸，故降低了IPPV对循环的不利影响，也不致发生肺泡气压伤，每分通气量接近正常，也不会造成

28、通气不足。此法适用于在缺乏血气监测的条件下应用；也是断离呼吸机以前最好的过渡手段。第116页/共123页（二）呼气末正压（PEEP）与持续气道正压通气(CPAP)PEEP 与CPAP主要用于治疗各种原因引起的低氧血症。呼气末正压：（1）可适当增加呼气末的跨肺压，在一定程度上增加肺内功能余气量，纠正不同区域气体分布不均的情况，改善通气/血流比值，使原来已萎缩的肺泡再度逐渐扩张，使肺顺应性逐渐改善。（2）使终末小气道在呼气时不致过早闭合或仍保持开放，有利于改善通气，减少肺内生理性分流，提高动脉血氧分压。（3）可使肺泡扩张，从而使肺表面活性物质分泌增加，提高顺应性，防止低肺容量时肺泡萎陷。第117页

29、/共123页 （4）气道内正压对循环产生不利影响。对于心肺正常的患者施行PEEP，由于胸膜腔内压和肺内压的增高，导致腔静脉的回心血量减少、肺血管阻力增加、右心室后负荷增加、左心房回血量下降、心排出量下降、平均动脉压下降等一系列不良后果。对于肺部有病变的患者施予PEEP，因所施的气道压力需克服病变肺的阻力后才能影响到循环，所以对循环的影响轻，也很少发生肺泡气压伤，可耐受较高的PEEP值。CAPA的生理作用与PEEP基本相同，但因其不同程度保留了自主呼吸，故对循环的影响较小。第118页/共123页 加压通气对肾及中枢神经系统均有影响。IPPV和CPAP均可使肾血流量、肾小球滤过率和尿量减少；IPP

30、V和CPAP对中枢神经系统的影响表现在正压通气后肺泡扩张，刺激肺牵张感受器，反射性抑制吸气，通气量较大时可致呼吸停止；如PEEP压力过高，头部静脉回流受阻，脑血容量增多，颅内压和眼内压均会升高。第119页/共123页（三）高频喷射通气（HFJV）高频喷射通气系用接近或低于解剖无效腔的脉动气流以高速通过细套管（针）向患者气道内喷射气流的方法。HFJV对呼吸功能的影响：如其他条件不变，随着频率的增加，吸入气中氧分量（fraction of inspired oxygen,FiO2）增加，动脉血氧分压（PaO2）也相应升高。在对HFJV的调节中，如欲提高PaO2，可增加FiO2、提高PEEP和延长吸

31、气时间。频率高于100150次/min的喷射通气可产生较低的PEEP，单独用HFJV不能产生较高的PEEP。影响二氧化碳排出的最主要因素是吸入气流的大小。增加驱动压、延长吸气时间、加大喷射管口径、降低通气频率可使二氧化碳排出增多，PaCO2降低，否则反之。因HFJV时气道压力较常规机械通气时为低，不易发生肺泡气压伤，但有可能因扩张肺泡兴奋肺牵张感受器而出现反射性呼吸暂停。HFJV对循环功能的影响：HFJV对循环功能的影响主要取决于对通气参数的选择是否恰当和所产生的通气效应。若选择不当，造成气道压过高、通气不足或过度，均可对循环造成不利影响。HFJV似不改变肺血流，不增加肺血管阻力，易使已有左到右分流的患者的心血管功能恶化，不宜用于此类患者。第120页/共123页编者：张翠英制作单位：长治医学院生理学教研室第121页/共123页第122页/共123页感谢您的观看。第123页/共123页