1,第 九 章 氣體交換與呼吸,普通生物學(xué) 第二篇動物的形態(tài)與功能 呼吸：氣體交換,2, 生命活動需要能量（ATP） 食物中的營養(yǎng)物質(zhì) 消化吸收 體內(nèi)能源物質(zhì)； 體內(nèi)能源物質(zhì) （細(xì)胞呼吸） 氧化 能量 生命活動； 氧化過程：需要氧、產(chǎn)生二氧化碳,普通生物學(xué) 第二篇動物的形態(tài)與功能 呼吸：氣體交換,3, 氣體交換：（也稱為呼吸） 生物體從外界攝取O2，排出CO2，以保證細(xì)胞呼吸順利進(jìn)行的過程。,普通生物學(xué) 第二篇動物的形態(tài)與功能 呼吸：氣體交換, 單細(xì)胞生物的氣體交換 細(xì)胞直接從環(huán)境吸收氧， 向環(huán)境釋放二氧化碳； 多細(xì)胞生物的氣體交換 細(xì)胞 體液（內(nèi)環(huán)境） 外環(huán)境； 多種形式的氣體交換系統(tǒng)。,4, 人體的氣體交換系統(tǒng) 氣體交換器官：肺； 氣體運(yùn)輸工具：血液循環(huán)系統(tǒng)。 氣體交換意義 維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定、維持生命 停呼吸：幾分鐘 死亡；,5, 氣體交換過程：吸氣、呼氣，又叫呼吸； 呼吸過程：三個相互聯(lián)系的環(huán)節(jié) 內(nèi)呼吸（細(xì)胞呼吸，第 4 章） 細(xì)胞內(nèi)能源物質(zhì) 氧化 高能鍵、水 、CO2； 氣體在血液中的運(yùn)輸； 外呼吸：本章內(nèi)容 細(xì)胞、外環(huán)境間氣體交換；,6,9.1 人的呼吸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 9.2 人體對高山的適應(yīng) 9.3 呼吸系統(tǒng)疾病,7,9.1 人的呼吸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能,8,9.1.1 人的呼吸系統(tǒng)包括口、鼻、咽、喉、氣管、肺,呼吸系統(tǒng),呼吸道,上呼吸道：鼻、咽、喉,下呼吸道：氣管、主支氣管、 肺內(nèi)支氣管,肺:位于胸腔內(nèi)，左肺分為兩葉，右肺為三葉。,10,吸氣：,氣管：長10-12 cm，直徑2 cm，馬蹄形軟骨支撐， 保持氣體通道暢通。 氣管內(nèi)表面為纖毛上皮細(xì)胞，纖毛運(yùn)動將表面的黏液層和上面的粉塵顆粒送到咽部，經(jīng)咳嗽排出。,哺乳動物氣管圖像增強(qiáng)。（放大X40）,氣管和支氣管由“C”形軟骨環(huán)和連于其間的環(huán)狀韌帶構(gòu)成，氣管有16-20個軟骨環(huán)，c形軟骨缺口處由橫向的平滑肌纖維和結(jié)締組織構(gòu)成的膜性壁所封閉。氣管軟骨具有支架作用，具有彈性，使管腔保情開放狀態(tài)，以維持呼吸功能的正常進(jìn)行。,12, 肺泡 高效氣體交換器官 氣體交換方式 單純擴(kuò)散， 僅取決于O2、CO2 分壓,13, 肺泡： 真正的氣體交換部位； 表面積：很小，很多（3 億個） 50 100 m2， 體表面積 25 50倍,14, 泡壁：1 層細(xì)胞； 毛細(xì)血管網(wǎng) 包裹肺泡、鑲嵌；,傳導(dǎo)部：氣管支氣管中小支氣管細(xì)支氣管。 呼吸部：呼吸性細(xì)支氣管肺泡管肺泡肺泡囊。,18, 肺壁：無橫紋肌 無主動擴(kuò)張、收縮能力 胸廓：脊柱、肋骨、胸骨、肋間肌、膈肌,9.1.2 肺的換氣活動依靠骨骼肌的收縮與舒張,21, 肺壁：無橫紋肌 無主動擴(kuò)張、收縮能力 胸廓：脊柱、肋骨、胸骨、肋間肌、膈肌 胸廓的擴(kuò)張與收縮： 膈肌 升、降 胸腔上下徑變化； 肋間肌 舒張、收縮 胸腔前后、左右徑變化,9.1.2 肺的換氣活動依靠骨骼肌的收縮與舒張,22, 呼吸方式 腹式呼吸：膈肌運(yùn)動形成的呼吸運(yùn)動； 胸式呼吸：肋間肌運(yùn)動形成的呼吸運(yùn)動； 混合呼吸：胸式呼吸 + 腹式呼吸； 平靜時 75% 腹式呼吸； 25% 胸式呼吸；,23, 腹式呼吸：膈肌 吸氣： 膈肌收縮 橫膈膜 胸腔上下徑 負(fù)壓 吸氣； 呼氣：相反。,24, 胸式呼吸：肋間肌 吸氣：外肋間肌收縮 肋骨前端上舉 胸骨推向前上方 胸腔前后、左右徑擴(kuò)大 負(fù)壓 吸氣； 呼氣：內(nèi)肋間肌收縮 相反； 混合呼吸 胸式呼吸 + 腹式呼吸,25, 吸氣運(yùn)動 主動吸入 膈肌 收縮 下降 胸腔上下徑擴(kuò)大； 肋間外肌收縮、肋間內(nèi)肌舒張 肋骨前端上舉 胸骨推向前方 胸腔前后徑、左右徑擴(kuò)大； 共同作用 胸腔擴(kuò)大 負(fù)壓 外界 空氣（O2）吸入,26, 呼氣運(yùn)動：氣體被動壓出 膈肌 舒張 隆起 胸腔上下徑恢復(fù)（變小） 肋間外肌舒張、肋間內(nèi)肌收縮 肋骨、胸骨復(fù)位 胸腔前后徑、左右徑恢復(fù)（變?。?共同結(jié)果：胸腔縮小 肺被壓縮 正壓 肺內(nèi)氣體（CO2）呼出,27,肺通氣的動力,吸氣肌收縮 胸廓擴(kuò)大 肺擴(kuò)大 吸氣肌舒張 吸氣 肺內(nèi)壓大氣壓 呼氣,肺通氣的動力： 直接動力：肺內(nèi)壓與大氣壓之差 間接動力：呼吸運(yùn)動,29, 人體通氣功能 潮氣量：平靜時，吸入或呼出的氣量，400-500ml； 補(bǔ)吸(呼)氣量:平靜吸(呼)氣后,再最大吸(呼)氣,所增加的吸氣量，補(bǔ)吸1500-1800ml，補(bǔ)呼900-1200ml； 肺活量 潮氣量 + 補(bǔ)吸氣量 + 補(bǔ)呼氣量 余氣量,男：3500ml 女：2500ml,30, 肺通氣量 單位時間內(nèi)進(jìn)出肺的氣量； 平靜時：6-8 L/min; 劇烈運(yùn)動、重體力勞動：70 L/min; 生理儲備 肺功能衰退者可維持正常呼吸。,31,9.1.3 氣體在肺泡中與組織中的交換,32,1. 氣體在肺泡與組織間的交換 交換途徑 肺泡內(nèi)氣體（O2） 毛細(xì)血管壁 血液 組織 毛細(xì)血管壁 細(xì)胞膜 組織細(xì)胞； 細(xì)胞內(nèi)CO2：相反途徑 肺泡； 被動擴(kuò)散：濃度梯度 擴(kuò)散；,2019/8/23,33,可編輯,34,（1）肺泡中的 氣體交換 O2 分壓 肺泡 毛細(xì)血管； CO2 分壓 肺泡 毛細(xì)血管；,35, 氣體分壓差 引起的結(jié)果 肺泡中 O2 血液； 血液中 CO2 肺泡；,36,（2）組織中的 氣體交換 O2 分壓 細(xì)胞 組織液 血液； CO2 分壓 相反；,37, 氣體分壓差 引起的結(jié)果 血液中 O2 組織液 細(xì)胞； 細(xì)胞中CO2 組織液 血液；,38,39,1. 氧在血液中的運(yùn)輸（200 mL 氧 / L血液）,（1）運(yùn)輸形式: 物理溶解:氣體直接溶解于血漿中 特征: 量小，起橋梁作用（3 ml O2） 溶解量與分壓呈正比 (高壓治療的理論基礎(chǔ)) 化學(xué)結(jié)合:氣體與血紅蛋白進(jìn)行化學(xué)結(jié)合 特征:量大，主要形式 98.5% （197 ml O2）,9.1.3 血液運(yùn)送呼吸氣體,40,(2)血紅蛋白（Haemoglobin，Hb）的結(jié)構(gòu) 1 球蛋白分子+ 4 血紅素分子 每個球蛋白分子 4條肽鏈； 每條肽鏈 1個血紅素分子； 每個血紅素分子 1個Fe2+離子； 每個Fe2+離子 結(jié)合1個氧分子 故：每個Hb分子 可結(jié)合4個氧分子,41,（3）血紅蛋白與氧結(jié)合的特點(diǎn) Hb（暗紅） + O2 HbO2（鮮紅） 結(jié)合量大：150g Hb / L血液； 每克 Hb可結(jié)合 1.34 1.36 mL氧； 可逆、易分離 氧合 Hb 去氧 Hb + 氧； 適應(yīng)性意義何在？,42,(4) 血紅蛋白（Haemoglobin，Hb）的功能 緩沖作用：與 H+ 結(jié)合、 分離 調(diào)節(jié)血液酸堿度； 運(yùn)輸氧、二氧化碳； 含量 100 ml 血液中Hb含量 男：12-15 g； 女：11-14 g；,43,CO中毒： 原因：能與 Hb 上的 Fe 結(jié)合； 與 Hb 的親和力強(qiáng) 遠(yuǎn)大O2 ； 結(jié)合量大：氧的210倍； 結(jié)合牢固：氧的3000倍 后果：組織細(xì)胞缺氧、窒息死亡。,44,3. 二氧化碳在血液中的運(yùn)輸, 溶于血漿中 10%； 進(jìn)入紅細(xì)胞 90% 與Hb結(jié)合 30%； 溶于水 60%（碳酸酐酶 的作用） CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3- HCO3- 血漿（NaHCO3） 運(yùn)輸；,45, 運(yùn)輸形式：主要為 HCO3- H+ + HCO3- 運(yùn)輸 肺泡毛細(xì)血管； 肺泡毛細(xì)血管中 H+ + HCO3- H2 CO3 H2O + CO2 肺泡 體外；,46,呼吸的全過程,（ ）運(yùn)動,48, 似心臟活動：節(jié)律性、日夜不停； 兩者的起因不同 心臟活動：心??；自主節(jié)律性； 呼吸運(yùn)動：骨骼?。簧窠?jīng)控制； 運(yùn)動神經(jīng)元 有節(jié)奏的沖動 呼吸肌有節(jié)奏的活動；,9.1.4 呼吸運(yùn)動的調(diào)節(jié),49, 呼吸運(yùn)動的神經(jīng)調(diào)節(jié)機(jī)制：兩套,50, 隨意控制系統(tǒng)：大腦皮層 大腦皮層 沖動 皮層脊髓束 呼吸運(yùn)動神經(jīng)元（脊髓） 有意識地控制呼吸規(guī)式 深呼吸、呼吸暫停（屏息） 語言活動：控制呼吸規(guī)式 發(fā)聲 語言活動；,51, 自動控制系統(tǒng)：延髓 延髓：呼吸中樞 吸氣神經(jīng)元 神經(jīng)沖動 吸氣肌收縮；膈肌、外肋間??； 呼氣神經(jīng)元 神經(jīng)沖動 呼氣肌收縮；內(nèi)肋間??；,52, 化學(xué)感受器 劇烈運(yùn)動 CO2、O2 外周、中樞化學(xué)感器； 外周化學(xué)感受器 頸動脈體、主動脈體； 監(jiān)測血液中：CO2、O2 分壓水平；,53, 中樞化學(xué)感受器：延髓 對血液CO2分壓水平變化敏感； 血液CO2 中樞化感器細(xì)胞 沖動 延髓呼吸中樞 呼吸活動,54, 血液 CO2 延髓化感器的正常興奮劑 過低 呼吸暫停； 歸納：血液 CO2首先 中樞化學(xué)感受器； 血液 O2主要 外周化學(xué)感受器；,55,9.2 人體對高山的適應(yīng),56, 高山對人體的影響 海拔 大氣壓、氧分壓 肺泡氧分壓 動脈血氧飽和度 海拔5500m：運(yùn)動能力 50%；,57, 新到高原的人體的反應(yīng) 呼吸頻率 吸入空氣 心博、心輸出量 肺、身體血量 紅細(xì)胞、血紅蛋白生成量 血液運(yùn)輸氧的能力 即使如此調(diào)整，仍易疲勞； 移民：運(yùn)動能力弱；不育率、嬰兒死亡率,58, 世居高原的人的適應(yīng)性（差別） 適應(yīng)性：運(yùn)動能力強(qiáng) 胸大、肺大、呼吸頻率高； 心大、心博率低； 紅細(xì)胞數(shù)量、血紅蛋白量高； 原因：不清楚 遺傳因素決定的？生活過程中獲得的？,59,9.3 危害身體健康的呼吸系統(tǒng)疾病,60,9.3.1 慢性肺氣腫 病因：長期吸煙 老年性疾?。?病理 細(xì)支氣管阻塞、肺泡破裂； 呼吸膜面積、組織供氧 憋氣； 肺血管阻力 右心負(fù)擔(dān) 衰竭； 長期緩慢發(fā)展 供氧不足、血液CO2 過多 死亡。,61,9.3.2 感冒、流行性感冒 上呼吸道最常見疾病 感冒（common cold） 病原體：200 多種，近似的病毒； 傳播：接觸、呼吸等； 癥狀：頭痛、疲乏、發(fā)冷、 咽痛、鼻涕，等； 本地病毒：穩(wěn)定人群 免疫力； 新病毒株傳入 感冒發(fā)作；,62, 流行性感冒（influenza） 癥狀：發(fā)熱、寒顫、乏力、頭痛、 肌肉酸痛、呼吸道炎癥等； 緩解措施：多休息、飲水； 病原體：A、B、C 3 個病毒株； A 型