第五章呼吸第一節(jié)肺通氣第三節(jié)氣體在血液中的運輸?shù)谒墓?jié)呼吸運動的調(diào)節(jié)第二節(jié)呼吸氣體的交換第五章呼吸第五章呼吸呼吸(respiration)：機體與外界環(huán)境之間的氣體交換過程。呼吸全過程：概述第一節(jié)肺通氣概念：肺與外界環(huán)境之間進行氣體交換的過程。O2CO2呼吸器官的結(jié)構(gòu)特點及其功能一、肺通氣的動力O2CO2第一節(jié)肺通氣1.呼吸運動概念：呼吸肌收縮和舒張引起的胸廓有節(jié)律性擴大和縮小。包括吸氣運動和呼氣運動。呼吸肌呼氣肌吸氣肌腹壁肌肋間內(nèi)肌肋間外肌膈肌輔助吸氣肌斜角肌胸鎖乳突肌(1)呼吸運動的過程膈肌收縮增大胸廓的上下徑；肋間外肌收縮擴大胸廓前后、左右徑胸廓容積擴大，肺在胸膜腔負壓作用下被動擴張肺內(nèi)壓＜大氣壓氣體入肺

吸氣膈肌、肋間外肌舒張肺彈性回縮并牽引胸廓胸廓上下、前后、左右徑變小肺內(nèi)壓＞大氣壓氣體出肺

呼氣

呼吸運動（原動力）

肺內(nèi)壓與大氣壓差變化（直接動力）肺通氣肺通氣的動力平靜呼吸用力呼吸(2)呼吸運動的形式吸氣運動:吸氣肌收縮-主動呼氣運動:吸氣肌舒張-被動平靜呼吸用力呼吸吸氣運動:吸氣肌、輔助吸氣肌收縮-主動呼氣運動:吸氣肌舒張、呼氣肌收縮-主動(2)呼吸運動的形式腹式呼吸:膈肌為主的呼吸運動。胸式呼吸:肋間外肌為主的呼吸運動?！锘旌鲜胶粑?00～－30mmHg60～140mmHg2.肺內(nèi)壓窒息、煤氣中毒、藥物中毒、呼吸肌麻痹、溺水及觸電等患者的急救人工呼吸基本原理:使肺內(nèi)與外界大氣壓間產(chǎn)生壓力差。人工呼吸3.胸膜腔內(nèi)壓胸膜腔：位于肺和胸廓之間的潛在、密閉的腔隙，其內(nèi)僅少量漿液。

測定方法:間接法:氣囊測定食管內(nèi)壓以間接反映胸內(nèi)壓直接法:3.胸膜腔內(nèi)壓胸膜腔內(nèi)壓：胸膜腔內(nèi)的壓力。

胸內(nèi)壓+肺回縮力＝肺內(nèi)壓胸膜腔負壓的形成胸內(nèi)壓＝肺內(nèi)壓－肺回縮力胸內(nèi)壓＝0－肺回縮力胸內(nèi)壓＝－肺回縮力胸膜腔負壓的形成肺回縮以胸膜腔密閉且含漿液胸廓生長>肺生長胸廓容積>肺容積胸廓將肺拉大肺回縮胸內(nèi)負壓－90110mmHg－100～－3060～140mmHg用力呼吸胸內(nèi)壓＝肺內(nèi)壓+(－肺回縮力)使肺總是處于擴張狀態(tài)而不至于萎縮，肺可以隨胸廓的擴大而擴張。作用于胸腔內(nèi)其他器官，如腔靜脈和胸導(dǎo)管等，有利于靜脈血和淋巴液的回流。胸膜腔負壓的生理意義

呼氣肺內(nèi)壓＞大氣壓縮小肺臟吸氣肺內(nèi)壓＜大氣壓胸廓呼吸肌縮小收縮舒張擴張擴張原動力:呼吸運動直接動力:肺內(nèi)壓與大氣壓之間的壓力差。小結(jié):(二)肺通氣的阻力彈性阻力胸廓彈性阻力肺彈性阻力氣道阻力粘滯阻力慣性阻力肺彈性回縮力:1/3肺泡表面張力：2/3常態(tài)下可忽略不計非彈性阻力1.彈性阻力和順應(yīng)性彈性阻力(R)：物體對抗外力作用所引起變形的力。順應(yīng)性(C)：在外力作用下彈性組織的可擴張性。順應(yīng)性（C）=容積變化/壓力變化(L/cmH2O)順應(yīng)性（C）=1/R(1)肺的彈性阻力和順應(yīng)性CL=L/cmH2O跨肺壓的變化（△P）

肺容量的變化（△V）1)肺靜態(tài)順應(yīng)性肺容積(L)跨肺壓（cmH2O)2)比順應(yīng)性3)肺彈性阻力的來源

肺泡表面張力肺泡的內(nèi)表面覆蓋一薄層液體，與肺泡內(nèi)氣體形成液-氣界面，使液體表面盡量縮小的力。肺的彈性阻力肺組織的彈性回縮力(1/3)肺泡內(nèi)液-氣界面的表面張力(2/3)肺泡表面張力阻礙肺泡擴張，增加吸氣的阻力，降低肺順應(yīng)性；使相通的大小肺泡內(nèi)壓不穩(wěn)定；促進肺部組織液生成，使肺泡內(nèi)液體積聚。

肺泡表面活性物質(zhì)

由肺泡Ⅱ型細胞合成釋放。DPPC60%；SP10%作用：降低肺泡的表面張力肺泡表面張力阻礙肺泡擴張，增加吸氣的阻力，降低肺順應(yīng)性；使相通的大小肺泡內(nèi)壓不穩(wěn)定；促進肺部組織液生成，使肺泡內(nèi)液體積聚。肺泡表面活性物質(zhì)作用：降低肺泡的表面張力生理意義：①降低吸氣阻力②有助于維持肺泡的穩(wěn)定性③防止肺水腫發(fā)生

成人肺炎、肺血栓等→表面活性物質(zhì)↓→肺不張。6～7個月胎兒才開始分泌表面活性物質(zhì)，故早產(chǎn)兒可因缺乏表面活性物質(zhì)而發(fā)生肺不張和新生兒肺透明膜病→呼吸窘迫綜合征。臨床正常及幾種異常情況下順應(yīng)性曲線跨肺壓(cmH2O)（肺內(nèi)壓-胸內(nèi)壓）正常肺氣腫（emphysema）肺纖維化(fibrosis)肺不張(atelectasis)肺容積(升)(2)胸廓的彈性阻力和順應(yīng)性肺容量=肺總?cè)萘康?7%無回彈力肺容量﹥肺總?cè)萘康?7%向內(nèi)的回彈力肺容量﹤肺總?cè)萘康?7%向外的回彈力胸腔容積變化(△V)跨胸壁壓力變化(△P)Cchw=L/cmH2O肺容量占肺總?cè)萘堪俜直刃乩獜椥曰匚涣π乩莘e67％（自然位置）（平靜吸氣末）無自然容積>67％（>自然位置）（深吸氣狀態(tài)）

向內(nèi)（吸氣阻力）大于自然容積<67％（<自然位置）（平靜呼氣末）

向外（吸氣動力）小于自然容積肺氣腫桶狀胸肺纖維化平靜呼氣末(3)肺和胸廓的總彈性阻力和順應(yīng)性RRS=RL+RchwCRS=CL+Cchw1/CRS=1/CL+1/Cchw

CLCchw肺和胸廓的總順應(yīng)性約為0.1L/cmH2O。

非彈性阻力

慣性阻力：氣流因發(fā)動、變速、換向時，因氣流慣性所遇到的阻力。粘滯阻力：呼吸時胸廓、肺等組織移位發(fā)生摩擦形成的阻力。呼吸道阻力：氣體通過呼吸道時，氣體分子間及氣體分子與氣道管壁之間的摩擦力。80%～90%①只在呼吸運動時產(chǎn)生；流速快→阻力大②與氣體流動形式有關(guān)：層流→阻力小湍流→阻力大③與氣道半徑的4次方成反比：（R∝1／r4）2.非彈性阻力——氣道阻力氣道半徑跨壁壓肺實質(zhì)對氣道壁的牽引自主神經(jīng)調(diào)控化學因素的影響支氣管哮喘二.肺通氣功能的指標(一)肺容積和肺容量1.肺容積潮氣量（tidalvolume，TV）：400～600ml補吸氣量（inspiratoryreservevolume，IRV）：1500～2000ml補呼氣量（expiratoryreservevolume，ERV）：900～1200ml余氣量（residualvolume，RV）：1000～1500ml肺容積(pulmonaryvolume)2.肺容量肺容積中兩項或兩項以上的聯(lián)合氣體量。(1)深吸氣量（IC）：TV+IRV最大通氣能力(2)功能余氣量（FRC）：

ERV+RV緩沖呼吸過程中肺泡氣O2、CO2分壓的過度變化吸呼(3)肺活量肺活量(VC)：盡力吸氣后，從肺內(nèi)所能呼出的最大氣體量。男性：3500ml女性：2500ml用力肺活量(FVC)：一次最大吸氣后，盡力盡快呼氣所能呼出的最大氣體量。用力呼氣量(FEV)：最大吸氣后再盡力盡快呼氣時，在一定時間內(nèi)所能呼出的氣體量，通常以它所占用力肺活量的百分數(shù)表示。

用力呼氣量(FEV)測定方法：最大吸氣后再盡力盡快呼氣時，分別記錄第1，2，3秒末所呼出的氣量，計算其所占用力肺活量的百分比。第1秒末:80%第2秒末:96%第3秒末:99%第1秒鐘內(nèi)呼出的氣體量稱為1秒用力呼氣量(FEV1)，在臨床上最為常用。FEV1/FVC生理情況下阻塞性肺病疾患限制性肺病疾患男性：5000ml女性：3500ml(4)肺總量肺所能容納的最大氣體量。VC＋RV(二)肺通氣量和肺泡通氣量1.肺通氣量

TV×呼吸頻率6～9L

（基礎(chǔ)狀態(tài)下）最大隨意通氣量150L（儲備力）通氣貯量百分比=

正常：等于或﹥93%最大通氣量－每分通氣量最大通氣量×100%2.無效腔和肺泡通氣量

每分鐘吸入肺泡的新鮮空氣量

=（TV－無效腔氣量)×呼吸頻率生理無效腔:肺泡無效腔(接近于零）

解剖無效腔(150ml)生理無效腔支氣管擴張解剖無效腔↑肺A部分梗塞肺泡無效腔↑1502500解剖無效腔吸氣呼氣末呼氣500吸氣末1502500呼氣末150350肺泡氣更新率=潮氣量－無效腔量功能余氣量150350250025002500呼吸形式肺泡通氣量(毫升/分)呼吸頻率(次/分)肺通氣量(毫升/分)潮氣量(毫升)正常安靜168000500淺快呼吸250

3280003200

深慢呼吸1000

8

8000

68005600不同呼吸頻率、潮氣量時的肺通氣量及肺泡通氣量在一定的呼吸頻率范圍內(nèi)深而慢的呼吸比淺而快的呼吸更為有效。結(jié)論：第二節(jié)肺換氣和組織換氣肺換氣:肺泡與肺毛細血管血液之間的氣體交換。組織換氣:組織毛細血管血液與組織細胞之間的氣體交換。

(一）氣體的擴散形式：單純擴散動力：氣體分壓（張力）差氣體擴散速率（Diffusionrate，D）：單位時間內(nèi)氣體擴散的容積。一、肺換氣和組織換氣的基本原理擴散距離×√分子量分壓差×溫度×溶解度×擴散面積∝擴散系數(shù)———————————————————————

分子量血漿溶解度肺泡氣A血V血

———————————————————————O23221.413.913.35.3CO244515.05.05.36.1———————————————————————(ml/L)（KPa）（KPa）

（KPa）241.17CO2

O2、CO2擴散速率的比較D∝△P...TS√MWAdO2(二)人體不同部位氣體的分壓分壓肺泡靜脈血動脈血組織PO213.85.3213.34.0(103)(40)(100)(30)PCO25.376.125.326.7(40)(46)(40)(50)二、肺換氣結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：呼吸膜動力：氣體的分壓差靜脈血動脈血(一)肺換氣過程O2CO2CO2和O2的擴散僅需0.3秒即達到平衡血液流經(jīng)肺毛細血管耗時0.7秒(二)影響肺換氣的因素1.呼吸膜的厚度2.呼吸膜的面積

6層0.6μm厚70m2/40m2肺實變、肺氣腫、肺不張肺纖維化、肺水腫D∝△P...TS√MWAd3.通氣/血流比值每分鐘肺泡通氣量與每分肺血流量之間的比值。V/Q=4.2/5.0=0.84功能性動-靜脈短路肺泡無效腔增大肺換氣CO2D∝△P...TS√MWAd●VA/Q↑or↓→換氣效率↓→缺O(jiān)2和CO2潴留的癥狀;但以缺O(jiān)2為主，原因：①∵A-V血間PO2＞PCO2∴功能性A-V短路時，A血PO2↓的程度＞V血PCO2↑；②∵CO2的擴散系數(shù)是O2的20倍，CO2的擴散速＞O2，∴不易出現(xiàn)CO2潴留的癥狀；③∵A血PO2↓和PCO2↑時，可刺激呼吸，增加肺泡通氣量，有助于CO2的排出，而幾乎無助于O2的攝取（O2和CO2解離曲線的特點所決定的）。幾點說明：●整個肺臟的VA/Q=0.84,是衡量肺換氣功能的指標；但因肺臟各局部的肺泡通氣量和血流量的不均性，故臨床上更應(yīng)測肺臟各局部的VA/Q：人體直立時肺局部的VA/Q肺上區(qū)肺下區(qū)VA（L/min）0.240.82Q（L/min）0.071.29VA/Q3.40.64

概念：指氣體在單位分壓差作用下每分鐘通過呼吸膜擴散的體積。

意義：肺擴散容量是測定呼吸氣通過呼吸膜的能力的一種指標。正常值：O2的DL=20mL·min-1·mmHg-1

CO2的DL=400～450mL·min-1·mmHg-1每分耗氧量為21mL·min-1·mmHg-1×11mmHg=230mL·min-1(三)肺擴散容量(DL)三、組織換氣結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：毛細血管壁、細胞膜動力：氣體的分壓差靜脈血動脈血第三節(jié)氣體在血液中的運輸動脈血化學結(jié)合混合靜脈血O20.3120.020.310.1115.215.31CO22.5346.448.932.9150.052.91

血液O2和CO2的含量（ml/100ml血液）物理溶解物理溶解合計化學溶解合計物理溶解化學結(jié)合O2CO2二、氧的運輸物理溶解：(1.5%)化學結(jié)合:(98.5%)

PO2↑(氧合)PO2↓(氧離)緊密型（T型）疏松型（R型）(二)Hb與O2結(jié)合的特征1.反應(yīng)快、可逆、受PO2的影響、不需酶的催化2.是氧合，非氧化PO2↑(氧合)PO2↓(氧離)HbO2鮮紅色Hb+O2紫藍色3.1分子Hb可與4分子O2可逆結(jié)合Hb+O2結(jié)合的最大量——氧容量100ml血Hb+O2結(jié)合的實際量——氧含量氧含量?氧容量的%——氧飽和度當血液中去氧Hb含量達5g/100ml以上，皮膚、粘膜呈藍紫色稱發(fā)紺（一般是缺O(jiān)2的標志）。PO2↑(氧合)PO2↓(氧離)HbO2鮮紅色Hb+O2紫藍色發(fā)紺貧血CO中毒4.Hb+O2的結(jié)合或解離曲線呈S形,與Hb的變構(gòu)效應(yīng)有關(guān)

氧合Hb為疏松型（R型）去氧Hb為緊密型（T型）R型的親O2力為T型的500倍即當Hb某亞基與O2結(jié)合或解離后→Hb變構(gòu)→其他亞基的親O2力↑or↓→Hb4個亞基的協(xié)同效應(yīng)便呈現(xiàn)S形的氧離曲線特征。(三)氧離曲線表示血液PO2與Hb氧飽和度關(guān)系的曲線。1.氧解離曲線的上段PO2變化對血氧飽和度影響不大。意義:保證低氧分壓時的高載氧能力。

PO2在60～100mmHg范圍，是Hb與O2結(jié)合的部分。２.氧解離曲線的中段PO2在40～60mmHg范圍，是HbO2釋放O2的部分。意義:維持正常時組織氧供。２.氧解離曲線的中段當PO2=40mmHg（混合靜脈血）Hb氧飽和度=75%氧含量為14.4ml/100mlPO2=100mmHg（動脈血）Hb氧飽和度=97.4%氧含量為19.4ml/100ml表明100ml動脈血流經(jīng)組織時，釋放5ml的O2供組織利用。２.氧解離曲線的中段HbO2釋放進組織的O2量動脈血中氧含量氧利用系數(shù)=100%×安靜時為25%左右PO2=100mmHg（動脈血）Hb氧飽和度=97.4%氧含量為19.4ml/100ml當PO2=40mmHg（混合靜脈血）Hb氧飽和度=75%氧含量為14.4ml/100ml

3.氧解離曲線的下段PO2在15～40mmHg范圍，也是HbO2釋放O2的部分。意義:維持活動時組織氧供，也反映了血液供氧的儲備能力。3.氧解離曲線的下段PO2稍有下降，HbO2釋放大量的O2，有利于運動時組織的供氧。當組織活動加強時，耗O2量增多，PO2低至15mmHg，氧利用系數(shù)達到75%。P50：Hb氧飽和度達到50%的PO2。(四)影響氧離曲線的因素

1.pH和Pco2的影響pH↓或Pco2↑，Hb對O2的親和力降低，P50增大，曲線右移；反之，曲線左移。酸度對Hb與O2親和力的影響稱為波爾效應(yīng)。(Bohreffect)波爾效應(yīng)的生理意義：①促進肺毛細血管中Hb與O2的結(jié)合；②有利于組織毛細血管釋放O2，以滿足組織代謝的需要。2.溫度的影響溫度↑→H+的活度↑→Hb與o2親和力↓→Hb釋放o2→氧離曲線右移→氧離易如：組織代謝↑→局部T↑+CO2↑H+↑→曲線右移→氧離易溫度↓→H+的活度↓→Hb與o2親和力↑→Hb結(jié)合o2→氧離曲線左移→氧離難如：低溫麻醉時，應(yīng)防組織缺o2

冬天，末梢循環(huán)↓+氧離難→局部紅、易凍傷高原缺氧→RBC無氧代謝↑→2,3-DpG↑→氧離曲線右移→氧離易大量輸入冷凍血→2,3-DpG↓→氧離曲線左移→氧離難

3.2,3-二磷酸甘油酸pH↑或Pco2↓，溫度↓,

2,3-DPG濃度↓,氧解離曲線左移pH↓或Pco2↑,溫度↑，2,3-DPG濃度↑,氧解離曲線右移4.其他因素Fe2+Fe3+，Hb失去對O2的親和力胎兒的Hb與O2高親和力異常Hb對O2親和力低CO對Hb的親和力比O2高出250倍(一)CO2的運輸形式物理溶解：5％化學結(jié)合：95％碳酸氫鹽88％

三、CO2的運輸氨基甲酰血紅蛋白7%1.碳酸氫鹽碳酸酐酶H2CO3HCO3-＋H+CO2＋H2O⒉氨基甲酰血紅蛋白HbNH2O2+H++CO2在肺臟在組織HHbNHCOOH＋O2

氧合作用是主要的調(diào)節(jié)因素在組織氧與二氧化碳運輸形式(二)CO2解離曲線表示血液中CO2含量與PCO2間關(guān)系的曲線。①血液中CO2含量隨PCO2的↑而↑，幾乎成線性關(guān)系(非S形曲線)，且無飽和點。②當血PO2↑時，CO2解離曲線下移。(二)CO2解離曲線(三)

O2與Hb的結(jié)合對CO2運輸?shù)挠绊慔bNH2O2+H++CO2在肺臟在組織HHbNHCOOH＋O2Haldane氏效應(yīng)：O2與Hb結(jié)合促進CO2釋放的效應(yīng)。去氧Hb較易與CO2結(jié)合形成HbNHCOOH，去氧Hb的酸性弱于HbO2，也易與H+結(jié)合，促進反應(yīng)向右側(cè)進行。

第四節(jié)呼吸運動的調(diào)節(jié)一、呼吸中樞與呼吸節(jié)律的形成

中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)，產(chǎn)生和調(diào)節(jié)呼吸運動的神經(jīng)細胞群，稱為呼吸中樞(Respiratorycenter)。分布在脊髓、延髓、腦橋、間腦、大腦皮質(zhì)等部位。

1.脊髓：聯(lián)系高位腦與呼吸肌的中繼站、整合某些呼吸反射的初級中樞（C3-5)。2.低位腦干：延髓有呼吸節(jié)律基本中樞，腦橋上部有呼吸調(diào)整中樞。3.高位腦：是隨意呼吸調(diào)節(jié)系統(tǒng)。(一)呼吸中樞(二)呼吸節(jié)律的形成

神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)學說起步細胞學說

（一）化學感受性反射潮氣量呼吸頻率呼吸中樞效應(yīng)器（呼吸?。﹦用}血PCO2PO2H+化學感受器二、呼吸的反射性調(diào)節(jié)主動脈體(aorticbodies)頸動脈體(carotidbodies)外周化學感受器(peripheralChemoreceptor)化學感受器(chemoreceptor)中樞化學感受器(centralChemoreceptor)迷走神經(jīng)竇神經(jīng)呼吸中樞(1)外周化學感受器動脈PO2、PCO2、pH刺激頸動脈體和主動脈體化學感受器（+）延髓呼吸中樞（+）呼吸加深加快頸動脈體主要調(diào)節(jié)呼吸臨床上利用按摩頸動脈竇來治療室上性心動過速但是，有些人的頸動脈竇特別敏感，稍微受壓就會出現(xiàn)頭暈或暈厥等癥狀。這種病醫(yī)學上稱為頸動脈竇綜合征。有的人穿緊箍脖子的高領(lǐng)上衣或領(lǐng)帶打得過緊會出現(xiàn)頭暈或暈厥，就是頸動脈竇過敏之故，通常把它稱為“衣領(lǐng)綜合征”。(2)中樞化學感受器位于延髓腹外側(cè)淺表，可分為頭、中、尾三區(qū)。(1)CO2對呼吸的調(diào)節(jié)CO2是調(diào)節(jié)呼吸的最重要的生理性化學因素。↑1％時→呼吸開始加深；↑4％時→呼吸加深加快,肺通氣量↑1倍以上;↑6％時→肺通氣量可增大6-7倍;↑7％以上→呼吸減弱=CO2麻醉。2.CO2、H+和低O2對呼吸的調(diào)節(jié)機制:呼吸加深加快延髓呼吸中樞+外周化學感受器+中樞化學感受器+CO2透過血腦屏障進入腦脊液:

CO2＋H2O→H2CO3→H+＋HCO3-ＰCO2↑(2)H+對呼吸的調(diào)節(jié)[H+]↑→呼吸加強[H+]↓→呼吸抑制(3)低氧對呼吸的調(diào)節(jié)缺氧對呼吸中樞的直接作用是抑制,并與缺氧程度呈正相關(guān)；低O2興奮呼吸的作用，完全是通過外周化學感受器實現(xiàn)的。輕中度缺氧時

表現(xiàn)為呼吸增強。嚴重缺氧時

呼吸減弱，甚至停止。＋—輕中度缺氧時

表現(xiàn)為呼吸增強。嚴重缺氧時

呼吸減弱，甚至停止。PCO2中樞化學感受器外周化學感受器PO2H+濃度小結(jié)：3.CO2、H+和O2的相互作用(二)肺牽張反射(黑-伯反射)（1）肺擴張反射：肺擴張時引起吸氣抑制的反射。

肺擴張刺激了氣道平滑肌的牽張感受器延髓