呼吸生理生理学.ppt

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1、呼呼 吸吸 生生 理理1.1.概念：机体与环境间气体交换概念：机体与环境间气体交换2.2.意义：稳定意义：稳定O2和和CO2，平衡酸碱，平衡酸碱3.3.两大系统，三个基本环节两大系统，三个基本环节 血管网血管网 粘液腺粘液腺 湿、温、滤、洁湿、温、滤、洁 纤纤 毛毛 迷走迷走NACh+M受体受体收缩收缩气道阻力气道阻力 平滑肌平滑肌 ( (哮喘病人夜间发作较多哮喘病人夜间发作较多) ) 交感交感NNE+2受体受体舒张舒张气道阻力气道阻力 ( (拟交感药物治疗哮喘拟交感药物治疗哮喘) ) 注注: :体液因素体液因素( (组胺、组胺、5-HT、缓激肽等、缓激肽等)收缩收缩 传入神经末梢传入神经末梢

2、-机械、化学感受器机械、化学感受器 肺泡：平均直径肺泡：平均直径0.1mm 呼吸肌：肺通气动力呼吸肌：肺通气动力 胸膜腔：负压胸膜腔：负压呼吸道呼吸道参参与与器器官官第一节第一节 肺通气肺通气（Pulmonary Ventilation） 肺泡内压力肺泡内压力 呼吸过程中肺内压变化呼吸过程中肺内压变化 A A：周期性；：周期性； B B：与呼吸频率、幅度及呼吸道是否通畅相关。：与呼吸频率、幅度及呼吸道是否通畅相关。一、肺通气动力一、肺通气动力 1、直接动力：直接动力：肺内压与大气压的差肺内压与大气压的差 呼吸肌：呼吸肌： 吸气肌吸气肌: :膈肌、肋间外肌膈肌、肋间外肌 呼气肌呼气肌: :肋间内

3、肌、腹肌肋间内肌、腹肌 辅助呼吸肌辅助呼吸肌: :斜角肌、胸锁乳突斜角肌、胸锁乳突肌肌 平静、用力呼吸平静、用力呼吸 胸式、腹式、混合式胸式、腹式、混合式 1218次次/ /分；小儿快，老人慢。分；小儿快，老人慢。2、原动力原动力：呼吸运动：呼吸运动决定因素：决定因素： 1.1.密闭潜在腔隙：少密闭潜在腔隙：少量浆液量浆液-润滑，内聚力。润滑，内聚力。 2.2.胸廓自然容积远大胸廓自然容积远大于肺自然容积于肺自然容积 3.3.肺、胸廓有弹性肺、胸廓有弹性3、胸膜腔内压：、胸膜腔内压：将将原动力原动力转化为转化为直接动力直接动力胸膜腔内压胸膜腔内压 = 肺内压肺内压-肺弹性回缩力肺弹性回缩力生理

4、意义：生理意义：1.1.维持肺的扩张状态；维持肺的扩张状态；2.2.在胸廓和肺之间起偶联作用；在胸廓和肺之间起偶联作用；3.3.降低中心静脉压，有利于血液、淋巴液回流。降低中心静脉压，有利于血液、淋巴液回流。 呼呼 气气肺内压肺内压大气压大气压缩缩 小小肺肺 脏脏 吸吸 气气 肺内压肺内压大气压大气压胸胸 廓廓吸气肌吸气肌缩缩 小小收收 缩缩舒舒 张张扩扩 张张扩扩 张张胸胸 膜膜 腔腔负压增大负压增大负压减小负压减小小结：肺通气过程小结：肺通气过程二、肺通气阻力二、肺通气阻力弹性力弹性力70非弹性阻力非弹性阻力30肺通气阻力肺通气阻力胸廓胸廓肺肺气道阻力：与气体流动形式气道阻力：与气体流动形

5、式+ +气道半径有关气道半径有关粘滞阻力粘滞阻力惯性阻力惯性阻力常态下可忽略不计常态下可忽略不计充当动力还是阻力视具体情况而充当动力还是阻力视具体情况而定：如吸气还是呼气，胸廓的位定：如吸气还是呼气，胸廓的位置等置等弹性阻力弹性阻力：弹性组织在外力作用下变形时，：弹性组织在外力作用下变形时，有对抗变形和弹性回位的倾向。有对抗变形和弹性回位的倾向。顺应性顺应性: : 外力作用下弹性组织的可扩张性。外力作用下弹性组织的可扩张性。 顺应性顺应性=1/=1/弹性阻力弹性阻力=容积容积/压力压力弹性阻力和顺应性（弹性阻力和顺应性（Compliance） 1 1、肺弹性回缩力、肺弹性回缩力-吸气阻力，呼气

6、动力吸气阻力，呼气动力 肺顺应性肺顺应性=肺容积肺容积/跨肺压跨肺压比顺应性比顺应性: :顺应性顺应性/ /肺总容量肺总容量 斜率大，顺应性大，弹斜率大，顺应性大，弹性阻力小。斜率小则反之。性阻力小。斜率小则反之。 如肺充血如肺充血-吸气困难；吸气困难；肺气肿肺气肿-呼气困难呼气困难肺弹性阻力来源：肺弹性阻力来源： 肺组织弹力、胶原纤维肺组织弹力、胶原纤维: : 1/3 肺泡气肺泡气- -液界面的表面张力液界面的表面张力: : 2/3表面活性物质：表面活性物质： 来源：肺泡来源：肺泡型上皮细胞型上皮细胞 成分：二棕榈酰卵磷脂成分：二棕榈酰卵磷脂 特性：排列于液特性：排列于液- -气界面，气界面

7、，随肺泡张缩而改变密度随肺泡张缩而改变密度 作用：作用：降低表面张力降低表面张力 降低吸气阻力降低吸气阻力 减少肺组织液的生成减少肺组织液的生成 防肺泡破裂或萎缩防肺泡破裂或萎缩 影响因素：肺炎、肺血栓、早产儿影响因素：肺炎、肺血栓、早产儿2 2、胸廓弹性力、胸廓弹性力自然位置：肺容量为肺总量自然位置：肺容量为肺总量67%67%时（即平静吸气末）。时（即平静吸气末）。 大于自然位置大于自然位置-弹性回缩弹性回缩 小于自然位置小于自然位置-弹性扩张弹性扩张 胸廓顺应性胸廓顺应性 = = 胸腔容积变化胸腔容积变化/ /跨壁压变化跨壁压变化 影响因素影响因素：肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚等：肥胖、胸廓畸

8、形、胸膜增厚等弹弹性阻力性阻力 气道阻力气道阻力（airway resistance， 80-90%） 推动气体流动的压力推动气体流动的压力/ /单位时间内气体流量单位时间内气体流量 影响因素：气流速度、形式、气道口径影响因素：气流速度、形式、气道口径非弹性阻力非弹性阻力A A：呼吸道内外的压力差：呼吸道内外的压力差B B：肺实质对气道壁的外向放射状牵引：肺实质对气道壁的外向放射状牵引C C：自主神经系统对气道管壁平滑肌的调节：自主神经系统对气道管壁平滑肌的调节： 副交感副交感N N：收缩气管（：收缩气管（M M受体）受体） 交感交感N N：舒张气管（：舒张气管（2 2受体）受体）D D：化学

9、因素：化学因素： 儿茶酚胺、前列腺素儿茶酚胺、前列腺素E E2 2-舒张舒张 前列腺素前列腺素F F22、组胺、白三烯、吸入、组胺、白三烯、吸入COCO2 2含量增加、含量增加、内皮素内皮素-收缩收缩影响气道口径因素：影响气道口径因素：功能余气量功能余气量：余气量余气量+ +补呼气量补呼气量 2000-2500ml，稳定肺泡内气体比例，稳定肺泡内气体比例，缓冲作用。缓冲作用。肺活量肺活量：潮气量潮气量+ +补吸气量补吸气量+ +补呼气量补呼气量 受体位、身材、胸廓受体位、身材、胸廓/ /肺弹性、年肺弹性、年龄、性别等因素影响龄、性别等因素影响, ,如男：如男：3500ml；女：女：2500ml

10、 意义：反映一次呼吸最大通气能意义：反映一次呼吸最大通气能力。严重降低提示限制性肺病。力。严重降低提示限制性肺病。 三、肺通气功能评价三、肺通气功能评价时间（用力）肺活量时间（用力）肺活量：正常值：正常值：1s：83%；2s：96%；3s：99%。可反映呼气阻力可反映呼气阻力, ,降低时降低时提示阻塞性肺病。提示阻塞性肺病。肺总量肺总量肺容纳气体的最大量肺容纳气体的最大量 与性别（男与性别（男- -5000ml；女；女- -3500ml）、年）、年龄、身材、锻炼情况和体位改变有关龄、身材、锻炼情况和体位改变有关限制性通气不足时降低限制性通气不足时降低肺通气量肺通气量概念：每分钟进概念：每分钟进

11、/ /出肺的气体量出肺的气体量计算：每分通气量计算：每分通气量 = = 潮气量潮气量呼吸频率呼吸频率正常值：正常值：6-8L/min最大随意通气量最大随意通气量：最大深度、最快速度呼吸时的每：最大深度、最快速度呼吸时的每分通气量，分通气量，70-120L/min。通气贮量百分比通气贮量百分比 = =（最大通气量（最大通气量- -平静通气量）平静通气量）/ /最最大通气量大通气量100%，正常不小于，正常不小于93，反映通气功反映通气功能贮备。能贮备。无效腔无效腔 解剖无效腔解剖无效腔：鼻或口至终末细支气管无气体交换：鼻或口至终末细支气管无气体交换功能的呼吸道腔隙，约功能的呼吸道腔隙，约150m

12、l 。 肺泡无效腔肺泡无效腔：因血流分布不均匀而未能发生气体：因血流分布不均匀而未能发生气体交换的肺泡容量。交换的肺泡容量。 生理无效腔生理无效腔 = = 解剖无效腔解剖无效腔 + + 肺泡无效腔肺泡无效腔肺泡通气量肺泡通气量 = =（潮气量（潮气量- -解剖无效腔）解剖无效腔）呼吸频率呼吸频率意义：浅快呼吸对气体交换不利意义：浅快呼吸对气体交换不利肺泡通气量肺泡通气量1 1、呼吸过程中，呼吸肌克服弹性及非弹性阻、呼吸过程中，呼吸肌克服弹性及非弹性阻力而实现肺通气所作的功。力而实现肺通气所作的功。2 2、计算：单位时间内的压力变化、计算：单位时间内的压力变化X X容积变化容积变化3 3、呼吸耗

13、能占全身总耗能的、呼吸耗能占全身总耗能的35%呼吸功呼吸功1 1、原理：单纯扩散、原理：单纯扩散2 2、动力：气体分压差、动力：气体分压差3 3、扩散速率、扩散速率 气体分压差气体分压差温度温度扩散面积扩散面积溶解度溶解度 DD 距离距离 分子量分子量第二节第二节 肺、组织换气肺、组织换气 O2、CO2扩散速率（扩散速率（D D）比较）比较 分子量分子量 血浆溶解度血浆溶解度 肺泡肺泡 A A血血 V V血血 D D O O2 2 32 21.4 13.9 13.3 5.3 1 32 21.4 13.9 13.3 5.3 1COCO2 2 44 44 515.0515.0 5.3 5.3 6.

14、1 2 5.3 5.3 6.1 2(ml/L) (ml/L) （KPaKPa） （KPaKPa） （KPaKPa）n扩散系数扩散系数：溶解度与分子量平方根之比：溶解度与分子量平方根之比 nCOCO2 2扩散系数约为扩散系数约为O O2 2 2020倍；倍；A,VA,V血血O O2 2分压差是分压差是COCO2 2 1010倍；扩散速率倍；扩散速率COCO2 2是是O O2 2 2 2倍。倍。气体在肺的交换气体在肺的交换平静呼吸时，用时平静呼吸时，用时0.3s，相当于血液流经肺毛细血，相当于血液流经肺毛细血管全长约管全长约1/3。1 1、呼吸膜厚度呼吸膜厚度（70m2，安静时约，安静时约40m2

15、 减少因素：肺不张、肺实变、减少因素：肺不张、肺实变、肺气肿或肺毛细管关闭或阻塞肺气肿或肺毛细管关闭或阻塞 影响肺换气因素影响肺换气因素3 3、通气通气/ /血流比值（血流比值（V VA A/Q/Q） 每分肺泡通气每分肺泡通气量和每分肺血流量量和每分肺血流量的比值。正常值：的比值。正常值：4.2/5=0.84VA/Q肺通气肺通气或肺血流或肺血流生理无效腔生理无效腔换换气效率气效率( (如心衰、肺动脉栓塞如心衰、肺动脉栓塞) )VA/Q肺通气肺通气功能性功能性A-VA-V短路短路换气效率换气效率（如支哮、肺气肿、支气管栓塞）（如支哮、肺气肿、支气管栓塞）小结小结肺扩散容量肺扩散容量概念：单位分压

16、差作用下，每分钟通过呼吸概念：单位分压差作用下，每分钟通过呼吸膜扩散的气体量膜扩散的气体量 DL=V/（PA-PC） V是每分钟通过呼吸膜的气体容积（是每分钟通过呼吸膜的气体容积（ml/min） PA是肺泡气平均压（是肺泡气平均压（mmHg） PC是肺毛细血管血液内平均压（是肺毛细血管血液内平均压（mmHg）意义：反映肺换气能力；运动时增加，疾病意义：反映肺换气能力；运动时增加，疾病时降低时降低组织换气组织换气1 1、气体交换原理、影响因素与肺换气相似；、气体交换原理、影响因素与肺换气相似；2 2、不同：发生于液相之间；、不同：发生于液相之间；3 3、扩散两侧的、扩散两侧的O2和和CO2的分压差随细胞内氧的分压差随细胞内氧化代谢的强度和组织血流量而异。化代谢的强度和组织血流量而异。 存在形式：存在形式：物理溶解物理溶解：量小，与分压、溶解度成正比，与温：量小，与分压、溶解度成正比，与温度成反比。度成反比。化学结合化学结合：量大：量大物物理理溶溶解解化学化学结合结合物物理理溶溶解解肺肺组织组织第三节第三节 气体在血液中运输气体在血液中运输O2运输运输氧合氧合氧离氧离血红蛋白（血红蛋白（h