生理學(xué)呼吸

1、1,第五章 呼吸第一節(jié) 概述一、呼吸的概念和意義：概念：機(jī)體與外界環(huán)境之間進(jìn)行氣體交換的過(guò)程。意義：攝取氧氣，并將生物氧化產(chǎn)生的二氧化碳排出體外，以保持機(jī)體新陳代謝的進(jìn)行和內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。二、互相過(guò)程:包括3個(gè)相互聯(lián)系的環(huán)節(jié)：（一）外呼吸：包括2個(gè)連續(xù)過(guò)程：1、肺通氣：外界氣體通過(guò)呼吸道與肺內(nèi)氣體間進(jìn)行的氣體交換。2、肺換氣：肺泡氣與肺毛細(xì)血管內(nèi)的血液間的氣體交換。（二）氣體運(yùn)輸：氣體在血液中運(yùn)行的過(guò)程。（三）內(nèi)呼

2、吸:血液與組織細(xì)胞間的氣體交換。,2,,肺靜脈,肺動(dòng)脈,3,主要進(jìn)行氣體交換；此外有嗅覺、進(jìn)食、發(fā)音、內(nèi)分泌等功能。 組成：傳導(dǎo)部—呼吸道，包括鼻、咽、喉、氣管、支氣管及其分支。其中，鼻、咽、喉為上呼吸道；氣管、支氣管為下呼吸道。主要作用是輸送氣體進(jìn)出肺。 呼吸部—主要由肺泡組成，還有肺內(nèi)的呼吸性細(xì)支氣管、肺泡管、肺泡囊等。功能是容納氣體和進(jìn)行氣體交換?？梢?，肺即包括全部呼吸部，也包括一部分傳導(dǎo)部。,

3、4,5,6,肺通氣的動(dòng)力,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(kuò) 張,,,,,,,原動(dòng)力:呼吸運(yùn)動(dòng)是肺通氣的原動(dòng)力。 直接動(dòng)力:肺內(nèi)壓與外界大氣壓間的壓力差。,,,擴(kuò) 張,7,2、平靜呼吸和深呼吸：（1）平靜呼吸：成人:12～18次/分， 嬰兒:60～70次/分。①平和吸氣：由膈肌和肋間外肌收縮所致，是主動(dòng)過(guò)程。②平和呼氣： 是吸氣肌舒

4、張所致，為被動(dòng)過(guò)程。（2）深呼吸：比平靜呼吸明顯加強(qiáng)的呼吸動(dòng)作。①深吸氣：吸氣肌（膈肌和肋間外?。┦湛s比平靜吸氣時(shí)加強(qiáng)且輔助吸氣?。ㄐ劓i乳突肌、胸大肌也參加）收縮。②深呼氣：不僅吸氣肌舒張，而且有呼氣肌收縮和輔助呼氣?。ǜ贡诩〉龋┦湛s，因而是主動(dòng)過(guò)程。 主要由肋骨和胸骨運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的呼吸稱胸式呼吸。 主要由膈肌舒縮產(chǎn)生的呼吸運(yùn)動(dòng)稱腹式呼吸。 成年女子多以胸式呼吸為主，輔以腹式呼吸；嬰兒和男子則多以腹式呼吸為主，

5、輔以胸式呼吸。,8,9,3、呼吸時(shí)肺內(nèi)壓和胸內(nèi)壓的變化：（1）肺內(nèi)壓及其變化：肺內(nèi)壓指肺泡內(nèi)的壓力。無(wú)呼吸運(yùn)動(dòng)時(shí)肺內(nèi)壓與外界大氣壓相等。平靜吸氣初:肺內(nèi)壓 大氣壓（+0.3～+0.4kPa）→氣出肺 平靜呼氣末:肺內(nèi)壓 = 大氣壓──────→氣流停用力呼吸時(shí):肺內(nèi)壓的升降變化有所增加。,10,（2）胸內(nèi)壓及其變化：胸內(nèi)壓是指胸膜腔內(nèi)壓力（而非胸腔壓）。習(xí)慣上常用它低于大氣壓的負(fù)值表示，稱胸內(nèi)負(fù)壓（胸內(nèi)負(fù)壓=胸內(nèi)壓-大氣壓 =

6、 -肺的回縮力）。 胸內(nèi)負(fù)壓的存在，使肺泡內(nèi)壓力總大于胸內(nèi)壓，使肺經(jīng)常保持一定的擴(kuò)張狀態(tài)，使肺不論在吸氣還是在呼氣時(shí)都不塌陷，對(duì)肺的通氣和氣體交換有重要生理意義。促進(jìn)血液和淋巴液的回流。,11,①胸內(nèi)負(fù)壓的產(chǎn)生：是出生后發(fā)展起來(lái)的，由于胸廓發(fā)育快，而肺被動(dòng)擴(kuò)張，而肺的回縮力的存在，使肺擴(kuò)張有限，造成胸內(nèi)壓降低。 胸內(nèi)壓=肺內(nèi)壓（大氣壓）-肺的回縮力（彈性張力+肺泡內(nèi)表面液膜的表面張力） 胸內(nèi)負(fù)壓=胸內(nèi)壓-大氣壓

7、= -肺的回縮力②胸內(nèi)負(fù)壓的變化：平和吸氣之未，胸內(nèi)負(fù)壓最大（-5--10mmHg）。平和呼氣之未，胸內(nèi)負(fù)壓最小（-3-- -5mmHg）。故平靜呼吸時(shí)胸內(nèi)壓始終為負(fù)壓。 胸內(nèi)負(fù)壓的存在，使肺泡內(nèi)壓力總大于胸內(nèi)壓，使肺經(jīng)常保持一定的擴(kuò)張狀態(tài)，使肺不論在吸氣還是在呼氣時(shí)都不塌陷，對(duì)肺的通氣和氣體交換有重要生理意義。,12,（二）肺的通氣功能：包括肺容量和肺通氣量?jī)蓚€(gè)參數(shù)，1、肺容量：肺伸展到最大時(shí)所容納的氣體最。成年男性為5

8、000ml,女性為3500 ml，包括4個(gè)部分。,13,2、肺通氣量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)入肺或出肺的氣體量。（1）每分通氣量和最大通氣量 每分通氣量=呼吸頻率X潮氣量。安靜時(shí)成年為6—8l/min ;運(yùn)動(dòng)時(shí)男子100l/min，女子80 l/min 最大通氣量：當(dāng)肺全部通氣能力得到充分發(fā)揮時(shí)的每分通氣量。即反映了肺活量的大小，亦反映了胸廓和肺組織是否健全以及呼吸道是否通暢。（2）無(wú)效腔與肺泡通氣量： 成人無(wú)效腔容積約1

9、50ml,其內(nèi)的氣量稱無(wú)效腔氣量。 進(jìn)入肺泡的通氣量稱肺泡通氣量，能夠與血液進(jìn)行氣體交換，也稱有效通氣量。 每分肺泡通氣量=（潮氣量-無(wú)效腔氣量）X呼吸頻率。,14,人工呼吸：用人工的方法，使胸廓有規(guī)律地?cái)U(kuò)大與縮小，以維持肺的通氣機(jī)能。適用于溺水、觸電、煤氣中毒等呼吸驟停。1、作用：（1）暫時(shí)維持肺通氣，糾正全身缺氧狀況。 （2）促進(jìn)自發(fā)性呼吸的恢復(fù)。2、方法：（1）器械人工呼吸法：

10、人工呼吸機(jī)加壓法、膈神經(jīng)刺激法。 （2）徒手人工呼吸法：徒手進(jìn)行。 ①舉臂壓法： ②口對(duì)口法：效果好。,15,人工呼吸和胸外心臟擠壓示意圖,16,17,18,二、氣體交換：氣體交換分別發(fā)生在肺泡和組織部，二者分別與該處的毛細(xì)血管內(nèi)血液進(jìn)行交換，附合物理學(xué)上氣體交換的原理。（一）氣體交換的動(dòng)力：

11、肺泡、血液和組織都可看作是氣體的容器，且由于肺泡和毛細(xì)血管壁很薄，氣體可以自由交換。O2和CO2在這三種容器中的分壓是不同的，故存在交換的動(dòng)力。,19,（二）氣體交換的過(guò)程,20,（三）影響氣體交換的因素：1、肺泡膜的厚度和擴(kuò)散面積:（1）肺泡膜厚度：氣體擴(kuò)散速度與肺泡膜的厚度成反比。肺纖維化、肺水腫、運(yùn)動(dòng)時(shí)、可出現(xiàn)低氧血癥。（2）擴(kuò)散面積：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)氣體的擴(kuò)散量與擴(kuò)散面積成正比?？偯娣e達(dá)60-100m2, 安靜狀態(tài)下擴(kuò)散面積有4

12、0 m2，運(yùn)動(dòng)時(shí)可達(dá)70 m2。因肺本身疾病、肺毛細(xì)血管關(guān)閉和堵塞而減小。2、通氣/血流值：常溫常壓下，常人的比值為0.9，最適為0.8-1.0。在此范圍內(nèi)，肺泡-血液間同等量的O2和CO2所必需的肺泡通氣量和血流量是最小的。 比值大于1，則表明血流量不足或通氣量過(guò)大。 比值小于0.8，則表明血流量過(guò)大或通氣量不足。,21,三、氣體在血液中的運(yùn)輸：運(yùn)輸形式: 物理溶解:氣體直接溶解于血漿中。 特征:①量

13、小,起橋梁作用； ②溶解量與分壓呈正比： 化學(xué)結(jié)合:氣體與某些物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)結(jié)合。 特征:量大,主要運(yùn)輸形式。 以物理溶解方式運(yùn)輸?shù)牧枯^少，但卻是化學(xué)結(jié)合所必需的一個(gè)中間環(huán)節(jié)，二者密切聯(lián)系，以保持該氣體在血液中的含量及分壓的動(dòng)態(tài)平衡。,22,23,（二）CO2的運(yùn)輸：1、物理溶解：占6%（3ml CO2/100ml血液）。2、化學(xué)結(jié)合：占94%，有2種形式：（1）HCO3-形式：

14、占88%。反應(yīng)式如下： 碳酸酐酶H2O+CO2 ===H2CO3 === H++HCO3-（2）氨基甲酸血紅蛋白(Hb.NHCOOH)形式：占6%。Hb.NH2+ CO2===Hb.NHCOOH=== H++ Hb.NHCOO-,在肺部由于PO2很高，O2把NHCOO-中的- COO-排擠出來(lái)，而O2則可結(jié)合上去，形成氧合血紅蛋白HbO2。,24,【附】氧離曲線：表達(dá)血紅蛋白氧飽和度與血液氧分壓

15、之間關(guān)系的曲線。氧飽和度:氧含量?氧容量的% 比。①上段:Po2(60～40mmHg)平坦。表明：PO2變化大時(shí)，血氧飽和度變化小。 意義：保證了肺部高PO2狀況下，O2與Hb更好地結(jié)合，不致發(fā)生明顯的低血氧癥。②中段: Po2(60～40mmHg)坡度較陡。表明：PO2降低能促進(jìn)大量氧離，血氧飽和度下降顯著。 意義:維持正常時(shí)組織的氧供。,③下段：坡度很陡。表明： PO2略有降低則氧飽和度迅速下降，即可促使較

16、多的O2解離出來(lái)。 意義:有利于組織部低PO2的狀態(tài)下O2的釋放，維持活動(dòng)時(shí)組織的氧供。,25,第三節(jié) 呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)一、呼吸中樞與呼吸節(jié)律的形成：分布于從脊髓到大腦皮層的各高級(jí)中樞，主要位于腦干，尤以延髓為主。1、延髓的呼吸中樞：延髓內(nèi)有產(chǎn)生節(jié)律性呼吸的基本中樞。分布在孤束核、疑核、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中。（1）吸氣中樞：是位于延髓腹側(cè)的吸氣運(yùn)動(dòng)元群，位于孤束核和疑核中。刺激后引起持續(xù)的吸氣動(dòng)作。（2）吸氣中樞：是位于延髓背側(cè)的

17、呼氣運(yùn)動(dòng)元群，位于孤束核背側(cè)。刺激后引起持續(xù)的呼氣動(dòng)作。 這2組神經(jīng)元的分布相互重疊，又相對(duì)集中。且功能相互拮抗，它們?cè)贖+或CO2的刺激下交替發(fā)生興奮和抑制，使吸氣和呼氣動(dòng)作交替進(jìn)行。 僅由這兩個(gè)中樞控制的呼吸節(jié)律不規(guī)則，呼氣時(shí)間長(zhǎng)，吸氣突然發(fā)生又突然終止——喘式呼吸。,26,2、腦橋的呼吸中樞： 保證正常節(jié)律的形成。（1）長(zhǎng)吸中樞：興奮延髓吸氣中樞，產(chǎn)生長(zhǎng)吸式呼吸。（2）呼吸調(diào)整中樞：抑制延髓吸氣中樞和腦橋長(zhǎng)

18、吸中樞的活動(dòng)，促使吸氣向呼氣轉(zhuǎn)化，調(diào)整呼吸的深度和頻率。3、高位腦的調(diào)控：使不隨意的呼吸運(yùn)動(dòng)控制變得完善。 下丘腦：體溫調(diào)節(jié)中樞受到刺激而間接作用于腦干各呼吸中樞，使呼吸變淺，頻率加快，以加速水汽蒸發(fā)，促進(jìn)散熱。 邊緣系統(tǒng)：當(dāng)情緒緊張或激動(dòng)時(shí)，呼吸常隨心血管活動(dòng)的加強(qiáng)而加快加深，這與邊緣系統(tǒng)的興奮有關(guān)。 大腦皮質(zhì)：在日常生活中，呼吸頻率和深度，在很大程度上受大腦皮質(zhì)的隨意控制，而且還可建立起呼吸條件反射,如運(yùn)動(dòng)

19、員進(jìn)入場(chǎng)地后呼吸會(huì)加深加快。,27,（二）呼吸節(jié)律的形成-吸氣切斷機(jī)制：1、吸氣活動(dòng)發(fā)生器：位于延髓，在H+、CO2 等作用下興奮并引起: ①向下興奮延髓吸氣N元→脊髓吸氣肌運(yùn)動(dòng)N元→吸氣；②向上興奮腦橋呼吸調(diào)整中樞;③興奮吸氣切斷機(jī)制N元。,28,2、吸氣切斷機(jī)制：當(dāng)接受到吸氣活動(dòng)發(fā)生器、延髓吸氣N元、腦橋呼吸調(diào)整中樞和肺牽張感受器的沖動(dòng)，興奮總和達(dá)到某一閾值，反饋抑制延髓吸氣N元,切斷吸氣，從而使吸氣轉(zhuǎn)化為呼氣。如果是深呼吸，

20、則吸氣中樞抑制的同時(shí)，呼氣中樞受高位中樞興奮而活動(dòng)加強(qiáng)，使呼氣肌收縮，產(chǎn)生主動(dòng)呼氣動(dòng)作。,29,二、呼吸的反射性調(diào)節(jié)：（一）肺牽張反射：由肺擴(kuò)大或縮小所引起的反射性呼吸變化。感受器——肺牽張感受器，發(fā)放沖動(dòng)抑制吸氣中樞的活動(dòng)，使吸氣終止而呼氣。只有在深呼吸時(shí)才起一定作用。（二）化學(xué)感受性呼吸反射：血或腦脊液中的O2、H+、CO2。1、外周化學(xué)感受器：即頸動(dòng)脈體和主動(dòng)脈體。刺激延髓呼吸中樞，從而引起呼吸加快、加深和通氣量增加；當(dāng)血

21、液中PO2突然升高時(shí)，又可使化學(xué)感受器發(fā)生抑制。2、中樞化學(xué)感受器：在延髓腹外側(cè)淺表部位，對(duì)腦脊液中的[H+]變化特別敏感。 [H+]升高，使呼吸加強(qiáng)。,30,（三）呼吸肌本體感受性反射：當(dāng)呼吸道阻力增加時(shí)。 感受器——呼吸肌的肌梭。如在吸氣時(shí)增加阻力，則吸氣肌收縮加強(qiáng)；在呼氣時(shí)增加阻力，則呼氣肌收縮加強(qiáng)。除去阻力，呼吸恢復(fù)原狀。 （四）防御性呼吸反射：呼吸道黏膜受到有害刺激時(shí)。1、咳嗽反射：在異物、刺激性氣體或呼吸

22、道粘膜分泌物刺激呼吸道黏膜內(nèi)的感受器時(shí)，引起一系列的協(xié)調(diào)而又有次序的動(dòng)作（氣流被強(qiáng)力驅(qū)出，并帶出異物或過(guò)多分泌物）。 作用：清潔、保護(hù)和維持呼吸道的的暢通。2、噴嚏反射：異物刺激鼻粘膜時(shí)，引起類似咳嗽的噴嚏反射。不同的是，使氣流主要從鼻孔中沖出。,31,三、高級(jí)神經(jīng)中樞對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié) 腦干對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)的控制屬于不隨意的自主控制，大腦皮層通過(guò)皮層-脊髓束和皮層-紅核-脊髓束直接控制呼吸肌的活動(dòng)，可隨意控制呼吸運(yùn)動(dòng)，使呼

23、吸運(yùn)動(dòng)與其他軀體運(yùn)動(dòng)相協(xié)調(diào)，完成諸如發(fā)聲、講話、唱歌等動(dòng)作。 但這種控制是有一定限度的。 睡眠呼吸暫停(sleep apnea) 1.中樞性～:特征是呼吸運(yùn)動(dòng)完全消失，膈N無(wú)放電活動(dòng)。 2.阻塞性～:是上呼吸道塌陷阻塞(舌大、懸雍垂大、軟腭松弛者)所致，因而有呼吸運(yùn)動(dòng)但無(wú)氣流.覺醒是中斷睡眠呼吸暫停的主要原因。打鼾是上呼吸道阻塞的早期表現(xiàn)。,32,,33,34,第三節(jié) 呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)一、呼吸中樞與呼吸節(jié)律的形成：

24、分布于從脊髓到大腦皮層的各高級(jí)中樞，主要位于腦干，尤以延髓為主。（一）呼吸中樞：1、脊髓呼吸運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元：位于脊髓頸胸段灰質(zhì)側(cè)角，發(fā)出運(yùn)動(dòng)纖維支配呼吸肌的運(yùn)動(dòng)。包括2類：（1）脊髓吸氣肌運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元：位于2個(gè)部位：頸髓3-5節(jié)發(fā)出膈神經(jīng)，興奮后支配膈肌收縮；胸髓1-11節(jié)發(fā)出肋間神經(jīng)，興奮后支配肋間外肌收縮。二者引起吸氣運(yùn)動(dòng)。（2）脊髓呼氣肌運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元：也位于胸髓1-11階段，發(fā)出肋間神經(jīng)，興奮后引起肋間內(nèi)肌收縮，引起呼氣運(yùn)動(dòng)。脊

25、髓呼吸運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元本身無(wú)自動(dòng)節(jié)律性能力，是延髓呼吸中樞的節(jié)律性興奮使之產(chǎn)生節(jié)律性活動(dòng)。試驗(yàn)證明，從脊髓與延髓交界處離斷后，動(dòng)物立即停止呼吸，故它是低級(jí)中樞。,35,2、延髓的呼吸中樞：延髓內(nèi)有產(chǎn)生節(jié)律性呼吸的基本中樞。分布在孤束核、疑核、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中。（1）吸氣中樞：是位于延髓腹側(cè)的吸氣運(yùn)動(dòng)元群，位于孤束核和疑核中。刺激后引起持續(xù)的吸氣動(dòng)作。（2）吸氣中樞：是位于延髓背側(cè)的呼氣運(yùn)動(dòng)元群，位于孤束核背側(cè)。刺激后引起持續(xù)的呼氣動(dòng)作。