人体的呼吸过程是由4个环节组成.doc

清华在线 010—62771166 62781166 五、呼吸 人体的呼吸过程是由4个环节组成 : ① 肺通气：肺与外环境之间的气体交换 ②肺换气：肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换 ③气体在血液中的运输 ④组织换气, 即组织细胞与组织毛细血管之间的气体交换 组织换气又称为内呼吸,肺通气和肺换气又合称外呼吸 ( 一 ) 肺通气 1. 肺通气的动力 肺通气直接动力是肺泡气和大气之间的压力差。 原始动力为呼吸运动 平静呼吸时吸气是主动的,呼气是被动的。 用力呼吸时 , 吸气和呼气都是主动的。 2.肺通气的阻力 肺通气阻力包括弹性阻力和非弹性阻力 , 平静呼吸时弹性阻力是主要的 (1)弹性阻力指胸和肺的弹性回缩力(主要来自肺)和肺泡表面张力, 弹性阻力大小常用顺应性表示,顺应性 =1/弹性阻力 (2) 非弹性阻力包括气道阻力、惯性阻力和组织的粘滞阻力,其中气道阻力主要受气道管径大小的影响。 3.肺泡表面活性物质 肺泡表面活性物质是由肺泡上皮Ⅱ型细胞合成和分泌的一种脂蛋白,主要成分是二棕榈酰卵磷脂 ,分布于肺泡液体层表面, 即液—气界面之间。 肺泡表面活性物质的生理意义: ①降低肺泡表面张力 ②增加肺的顺应性 ③维持大小肺泡容积的相对稳定。 ④防止肺不张 ⑤防止肺水肿 4. 胸内压 胸内压即胸腔内的压力 正常情况下（平静呼吸）,胸内压力总是低于大气压 ,故称胸内负压。 胸内压=大气压(肺内压)－肺回缩力 , 在吸气末或呼气末 , 肺内压等于大气压 , 这时胸内压 = 一肺回缩力 , 故胸内负压是肺的回缩力造成的,临床上常用气囊测定食管内压,以代表胸内压。 胸内负压的生理意义: ①主要在于维持肺泡的扩张 ②促进静脉血和淋巴液的回流。 5.肺通气功能的测定 (1)潮气量 平静呼吸时,每次吸入或呼出的气量。 (2)余气量 在尽量呼气后,肺内仍保留的量。 (3)功能余气量 功能余气量 = 余气量+ 补呼气量。 (4)肺总容量 = 潮气量 + 补吸气量 + 补呼气量 + 余气量。 (5)肺活量 最大吸气后,从肺内所能呼出的最大气量。 (6)时间肺活量 是评价肺通气功能的较好指标 ,正常人头3s分别为83%,96%,99% 的肺活量。 (7) 每分肺通气量 每分肺通气量 = 潮气量×呼吸频率 (8) 每分钟肺泡通气量 每分钟肺泡通气量 =( 潮气量－无效腔气量)×呼吸频率 从气体交换的效果看,深慢呼吸比浅快呼吸有利于气体交换。 (二) 呼吸气体的交换 肺换气是通过呼吸膜(肺泡膜)实现的 1.肺换气的动力 肺换气的动力是气体的分压差 (分压指在混合气体中某一种气体所占的压力 ) 。 2. 肺换气的原理 在肺部,氧气从分压高的肺泡通过呼吸膜扩散到血液,而二氧化碳则从分压高的肺毛细血管血液中扩散到分压低的肺泡中。 3. 影响肺换气的因素 气体扩散速度 , 与下述因素相关 : (1) 呼吸膜的面积 (A) 和厚度 (d) (2) 气体的相对分子质量 (Mr) 、溶解度 (S) 以及分压差 二氧化碳比氧气扩散速度快,所以当肺换气功能不良时,缺氧比二氧化碳滞留明显。 (3) 温度 (T) (4) 通气/血流比值 通气/血流比值 (v/Q) 是指每分钟肺泡通气量与每分钟肺血流量的比值,正常值为0.84 左右 V/Q>0.84 相当于肺泡无效腔大; V/Q<0.84 功能性动静脉短路。 (三)气体在血液中的运输 1. 氧气的运输 氧气的运输包括物理溶解和化学结合 (1) 物理溶解 (2) 化学结合的形式是氧合血红蛋白,这是氧运输的主要形式,占98.5% (3)Hb是运输02的主要工具,Hb与02结合特点:①可逆性结合② Hb 中铁为亚铁③是氧合而不是氧化④结合与解离都不需酶催化,取决于血中 Pa02 的高低。 2.二氧化碳的运输 (1)运输形式物理溶解占5% 化学结合：HCO3占 88%, 氨基甲酸血红蛋白 7% 。 (2)何尔登效应 O2与Hb结将促使CO2释放，这一效应称为何尔登效应 3. 氧解离曲线的特点 氧解离曲线呈 S 型。其特征为:①上段较平坦,氧分压70~100mmHg 范围变化时,Hb 氧饱和度变化不大②中段较陡,是Hb02释放02部分③下段最陡,Pa02稍降,Hb02就可大大下降,这有利于运动时组织的供氧。下段代表02贮备。 4. 影响氧解离曲线的因素 [H+]↑、PaC02、温度升高,2,3—二磷酸甘油酸(2,3-DPG)等均使氧解离曲线右移,释放02增多供组织利用 酸度增加降低Hb与氧亲和力的效应称为波尔效应。 ( 四 ) 呼吸运动的调节 1. 呼吸中枢 呼吸运动的基本调节中枢在脑桥和延髓。 基本呼吸节律产生于延髓,故延髓是自主呼吸的最基本中枢 3. 呼吸的反射性调节 (1)肺牵张反射 肺牵张反射包括肺扩张时抑制吸气的肺扩张反射和肺缩小时引起吸气的肺缩小反射。 4. 化学因素对呼吸的调节 (1)调节呼吸的化学因素 动脉血或脑脊液中的02,C02,H+ (2) 1)C02↑主要通过中枢化学感受器增强呼吸, 也可刺激外周化学感受器。 C02 是调节呼吸的最重要的体液因子,在血中保持一定的浓度, 可维持呼吸中枢的正常兴奋性。 2)[H+]↑主要通过外周化学感受器引起呼吸增强 3)低02 外周化学感受器是低02引起呼吸增强的惟一途径。低02对呼吸中枢的直接作用是抑制 六、消化与吸收 消化分为机械性消化和化学性消化两种方式 1.消化管平滑肌的特性 (1)消化管平滑肌的一般特性 兴奋性低, 不规则的节律性、紧张性、伸展性 , 对刺激的特异敏感性,即对牵拉、温度和化学刺激敏感而对切割、电刺激等不敏感。 (2) 消化管平滑肌的电生理特性 慢波又称基本电节律,是消化平滑肌特有的电变化,是细胞自发性除极，起源于纵行肌,它是局部电位,不能直接引起平滑肌收缩,但动作电位只能在慢波的基础上产生,因此慢波是平滑肌的起步电位,控制平滑肌收缩的节律。 动作电位引起平滑肌收缩。 2.消化腺的分泌功能及其机制 3. 胃肠激素 (1) 概念：在胃肠道的粘膜内存在有数十种内分泌细胞,它们分泌的激素称为胃肠激素。由于胃肠所含内分泌细胞数量大,故胃肠道是体内最大的内分泌器官 (2) 胃肠激素的生理作用 (3)脑－肠肽 指中枢神经系统和胃肠道内双重分布的多肽,如胃泌素、胆囊收缩素、生长抑素等多肽。 4.消化系统的神经支配 消化系统受自主神经系统和肠内神经系统的双重支配。 交感神经释放去甲肾上腺素对胃肠运动和分泌起抑制作用, 副交感神经释放乙 酰胆碱和多肽,调节胃肠功能。 内在神经包括粘膜下神经丛和肌间神经丛 , 即包括传入神经元、传出神经元 , 也包括中间神经元 , 能完成局部反射。 (二) 胃内消化 1. 胃液的主要成分与生理作用 胃液的主要成分有盐酸、胃蛋白酶原、粘液和内因子。它们的生理作用分别如下 : (1) 盐酸 ( 又称胃酸 )由壁细胞分泌 , 可激活胃蛋白酶原、杀菌等。 (2)胃白酶原 由主细胞分泌,被激活后变为胃蛋白酶, 消化蛋白质 (3)粘液 润滑和保护作用 (4)内因子 由壁细胞分泌,保护维生素 B12，并促进它在回肠的吸收。 2. 胃液分泌的调节 (1) 能引起胃液分泌的内源性物质 乙酰胆碱 胃泌素、组织胺。 (2) 消化期促进胃液分泌的因素 1) 头期 条件及非条件剌激 2) 胃期通过多种途径剌激胃酸分泌 , 包括扩张剌激引起神经反射和G细胞分泌胃泌素, 以及食物成分直接作用于G细胞等 3)肠期食物进入小肠后通过某些体液因子刺激胃酸分泌。 (3)抑制胃液分泌的因素 HCl 、脂肪、高张溶液 3.胃的运动及功能 , 以及影响胃排空的因素 (1) 胃的 3种运动形式及生理作用 1) 紧张性收缩 使胃保持一定形状和位置 , 并使胃腔内具有一定的基础压力 2)容受性舒张 使胃在进食过程中容纳和保存食物。 3) 蠕动 是研磨食物,使食物与胃液充分混合,并将食物不断排入十二指肠(胃排空) 。 (2)影响胃排空的因素 1)促进胃排空的因素:胃内容物增多,使胃扩张,通过神经反射,引起胃运动加强,使胃排空加快,胃泌素也可促进胃运动,使排空加快。 2) 抑制胃排空的因素 : 十二指肠壁上有多种感受器,食物刺激或食物对十二指肠的机械扩张,可剌激这些感受器, 反射性地抑制胃运动，使胃排空减慢。这一反射称为肠胃反射 ( 三 )胰液和胆汁，小肠液 1.胆汁 胆汁中与消化和吸收有关的成分有胆盐、胆固醇、卵磷脂,尤以胆盐最为重要 (1)胆盐的作用包括: ①乳化脂肪,促进脂肪消化。 ②促进脂肪酸的吸收。 ③促进脂溶性维生素的吸收。 ④利胆作用和中和胃酸。 (2) 促进胆汁分泌的因素包括:①食物② 迷走神经③体液因素 进入小肠的胆盐90%以上在回肠末端重吸回到肝脏剌激肝细胞分泌胆汁,这一过程称胆汁的肠肝循环。 2.胰液的作用及分泌、调节 (1)胰液为碱性液体(中和进入小肠内的胃酸), 主要成分有碳酸氢盐和多种消化酶 胰淀粉酶 : 分解淀粉为麦芽糖。 胰脂肪酶 : 分解脂肪为甘油和脂肪酸。 胰蛋白酶和糜蛋白酶 : 分解蛋白质为多肽和氨基酸。 (2) 胰液分泌的调节 1) 神经调节条件、 2) 体液调节 体液调节比神经调节重要 促胰液素、胆囊收缩素、胃泌素、血管活性肠肽均有促进胰液分泌的作用 3. 小肠液的分泌和小肠的运动 (1) 小肠液 小肠液主要生理作用 :肠致活酶可激活胰蛋白酶原。 (2) 小肠的运动形式 l) 紧张性收缩 2) 分节运动 使食糜与消化液充分混匀,便于化学消化和吸收,并有助于血液和淋巴液的回流 3)蠕动 (四)吸收 1. 小肠是各种营养物质吸收的主要部位 原因 (1) 绒毛及微绒毛加大吸收面积。 (2) 食物停留时间长。 (3) 食物已被分解成可被吸收的小分子。 (4) 淋巴、血流丰富。 2. 糖、脂肪和蛋白质的分解产物大部分在十二指肠和空肠部位吸收,回肠主要是胆盐和维生素B12吸收的部位。 七、能量代谢和体温 (一) 能量代谢 1. 能量的来源和作用 (1) 能量代谢指生物体内物质代谢中所伴随着的能量释放转移和利用 (2) 能量的来源食物中的糖、脂肪、蛋白质所蕴藏的化学能。 (3) 能量的去路 热能 >50% 营养物质氧化为自由能 (ATP)<50%,自由能(ATP) 是机体生理活动的直接能量来源。最终都转为热能 2. 能量代谢的相关概念 (1)食物的热价 1g 营养物质氧化时所释放的热量称为该食物的热价 ,3大营养物质热价 : 脂肪 > 蛋白质 > 糖。 (2)食物的氧热价 营养物质氧化时,每消耗 1L 氧所产生的热量称为该食物的氧热价 (3)呼吸商一定时间内,机体的C02产生量和氧耗量的比值。 3. 影响能量代谢的因素 (1) 肌肉活动是影响能量代谢最明显的因素 (2) 环境温度 室温 20~30℃时能量代谢率最低 (3)食物的特殊动力作用指进食后的一段时间内 , 食物使机体产生额外热量的现象 , 其中蛋白质食物最明显。 (4) 精神活动交感神经兴奋使产热增加。 机体能量代谢不与体重成正比而与体表面积成正比。 4. 基础代谢 基础代谢是指机体在基础状态下的能量代谢,即在清醒而安静状态下,不受肌肉活动、食物、环境温度和精神紧张影响的能量代谢。 单位时间内的基础代谢称为基础代