呼吸-气体交换.ppt

第四章第四章 呼呼 吸吸（Respiration）三、呼吸气体的交换及运输三、呼吸气体的交换及运输 二、肺通气二、肺通气 一、概一、概 述述 本章重点：本章重点：1、表面活性物质的功能是什么？、表面活性物质的功能是什么？2、胸内负压是如何形成的？有何生理意义？、胸内负压是如何形成的？有何生理意义？3、CO2、O2的运输形式？的运输形式？4、何谓肺牵张反射？、何谓肺牵张反射？呼吸呼吸（Respiration）:机体与外界环境之间的气体交换过机体与外界环境之间的气体交换过程。程。最早出现专职的呼吸器官的动物是最早出现专职的呼吸器官的动物是软体动物软体动物，往往是往往是表皮表皮的一部分转变而成。的一部分转变而成。无脊椎动物的呼吸系统无脊椎动物的呼吸系统 如：沙蚕的肉足、河蚌的鳃，蜘蛛的书肺、鲎如：沙蚕的肉足、河蚌的鳃，蜘蛛的书肺、鲎的书鳃；海参的呼吸树（图的书鳃；海参的呼吸树（图1）；昆虫的气管）；昆虫的气管（图（图2），等。），等。肠肠 呼吸树呼吸树 图图1 海参的呼吸树海参的呼吸树 图图2 昆虫气管系统昆虫气管系统 图图3 鱼鳃的结构鱼鳃的结构 血液逆流交换血液逆流交换 脊椎动物的呼吸系统脊椎动物的呼吸系统 脊椎动物的呼吸器官都是由脊椎动物的呼吸器官都是由消化管消化管的前端发展而的前端发展而成，除鱼类外，都是用肺呼吸。成，除鱼类外，都是用肺呼吸。1、鱼类：大多用、鱼类：大多用鳃鳃呼吸呼吸 思考：鱼鳃的哪些结构特思考：鱼鳃的哪些结构特点与其呼吸功能相适应？点与其呼吸功能相适应？2、两栖动物：、两栖动物：幼体幼体鳃呼吸；鳃呼吸；成体成体口咽式呼吸。口咽式呼吸。3、鸟类：双重呼吸。、鸟类：双重呼吸。入肺入肺 吸气吸气 咽呼咽呼吸吸 呼气呼气 肺肺 外鼻外鼻孔孔 人的呼吸系统人的呼吸系统 问问:外界氧气进外界氧气进入组织细胞入组织细胞被利用至少被利用至少经过几层膜经过几层膜结构结构?肺通气肺通气 肺换气肺换气 气体运输气体运输 组织换气组织换气 外呼吸外呼吸 内呼吸内呼吸 呼吸全过程呼吸全过程:肺与外界环境之间的气体交换过程肺与外界环境之间的气体交换过程。第一节第一节 肺肺 通通 气气 肺通气（肺通气（pulmonary ventilationpulmonary ventilation）:呼 吸 呼吸系统的结构和功能：呼吸系统的结构和功能：呼吸道呼吸道 肺肺 泡泡 呼 吸 呼吸道呼吸道是气体进出的通道是气体进出的通道 上呼吸道上呼吸道包括鼻、咽、喉和胸腔外的气管包括鼻、咽、喉和胸腔外的气管 下呼吸道下呼吸道从气管一直到呼吸性从气管一直到呼吸性 细支气管前的气管细支气管前的气管 气体进出的通道气体进出的通道:增温、加湿作用增温、加湿作用 调节进出空气以及清洁空气的功能调节进出空气以及清洁空气的功能 防御性的反射：对机体有保护作用防御性的反射：对机体有保护作用 功能功能 1.1.1 呼吸道呼吸道 肺泡肺泡是由是由单层扁平上皮单层扁平上皮组成的半球状含气小囊泡，组成的半球状含气小囊泡，其外表紧贴着丰富的毛细血管网和弹性纤维。其外表紧贴着丰富的毛细血管网和弹性纤维。肺泡是气体交换的主要场所，气体肺泡是气体交换的主要场所，气体进出肺泡所经历的结构被称为呼吸膜。进出肺泡所经历的结构被称为呼吸膜。1.1.2 肺泡肺泡(pulmonary alveoli)1、呼吸运动（、呼吸运动（respiratory movement）由由呼吸肌呼吸肌收缩、舒张起的胸廓有收缩、舒张起的胸廓有节律地扩大与缩小（包括吸气运动和呼节律地扩大与缩小（包括吸气运动和呼气运动）气运动）吸气肌：膈肌、肋间外肌吸气肌：膈肌、肋间外肌 呼气肌：肋间内肌、腹壁肌呼气肌：肋间内肌、腹壁肌 辅助吸气肌：斜角肌、胸锁乳突肌辅助吸气肌：斜角肌、胸锁乳突肌 肺通气的动力肺通气的动力 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 呼呼 吸吸 肌肌 缩缩 小小 收收 缩缩 舒舒 张张 扩扩 张张 原动力原动力:呼吸运动呼吸运动是肺通气的原动力。是肺通气的原动力。直接动力直接动力:肺内压肺内压与外界大气压间的压与外界大气压间的压力差。力差。扩扩 张张 1）吸气运动（主动过程）吸气运动（主动过程）膈肌收缩：增大胸腔上膈肌收缩：增大胸腔上.下径下径(占占4/5)肋间外肌收缩：增大胸腔前后、左右径肋间外肌收缩：增大胸腔前后、左右径 2）呼气运动）呼气运动 平静呼吸（平静呼吸（被动过程被动过程）：吸气肌舒张）：吸气肌舒张 用力呼吸（用力呼吸（主动过程主动过程）：吸气肌舒张）：吸气肌舒张（深呼吸）（深呼吸）+呼气肌收缩呼气肌收缩（1）呼吸运动的过程）呼吸运动的过程（2 2）呼吸运动的形式）呼吸运动的形式 1)1)形式形式:按呼吸深度分按呼吸深度分:平静呼吸和用力呼吸；平静呼吸和用力呼吸；按动作部位分按动作部位分:胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸。混合呼吸混合呼吸:正常成人。正常成人。腹式呼吸腹式呼吸:婴儿、胸膜炎、胸腔积液。婴儿、胸膜炎、胸腔积液。胸式呼吸胸式呼吸:严重腹水、腹腔有巨大肿块、严重腹水、腹腔有巨大肿块、腹式呼吸腹式呼吸:(Abdominal breathing):膈肌膈肌舒缩引起的呼吸运舒缩引起的呼吸运动伴以腹壁的起伏。动伴以腹壁的起伏。胸式呼吸胸式呼吸:(Thoracic breathing):由由肋间肌肋间肌舒缩使肋骨和舒缩使肋骨和胸骨运动所产生的呼吸运动胸骨运动所产生的呼吸运动。实现肺通气的条件：实现肺通气的条件：肺内压与大气压之间产生差值（动力）肺内压与大气压之间产生差值（动力）保持呼吸道通畅保持呼吸道通畅 人工呼吸人工呼吸:用人为的方法改变用人为的方法改变 肺内压，建立肺肺内压，建立肺内压和大气压之间压力差来维持肺通气。内压和大气压之间压力差来维持肺通气。方法方法:负压吸气式负压吸气式(压胸法压胸法)正压吸气式正压吸气式(口对口呼吸法，呼吸机口对口呼吸法，呼吸机)3、胸膜腔内压（、胸膜腔内压（intrapleural pressure)(1)概念：概念：胸膜腔内的压力胸膜腔内的压力（胸内压）。（胸内压）。呼 吸 胸膜腔胸膜腔 胸膜有两层，胸膜有两层，即紧贴于肺表面的即紧贴于肺表面的脏层脏层和紧贴于胸廓和紧贴于胸廓内壁的内壁的壁层壁层。两层。两层胸膜形成一个密闭胸膜形成一个密闭的、潜在的腔隙。的、潜在的腔隙。胸内压胸内压（胸内负压）（胸内负压）呼 吸 胸膜腔内只有少量的浆液，没有气体：胸膜腔内只有少量的浆液，没有气体：（2）使两层胸膜贴附在一起使两层胸膜贴附在一起，不易分开，所以肺就，不易分开，所以肺就可随着胸廓的运动而运动。可随着胸廓的运动而运动。（1）润滑作用润滑作用，减小摩擦力，两层胸膜可互相滑动。，减小摩擦力，两层胸膜可互相滑动。在呼吸周期中，肺被动扩张的程度和因此产生的肺在呼吸周期中，肺被动扩张的程度和因此产生的肺回缩力的大小不一样，所以，胸内负压也随呼吸周期而回缩力的大小不一样，所以，胸内负压也随呼吸周期而变化。但变化。但无论是呼气还是吸气时，胸内压均为负压无论是呼气还是吸气时，胸内压均为负压。气胸气胸 胸膜腔破裂，胸膜腔与大气相通，空气胸膜腔破裂，胸膜腔与大气相通，空气将立即进入胸膜腔内，形成开放性气胸。将立即进入胸膜腔内，形成开放性气胸。抢救措施：抢救措施：堵塞破口、抽气堵塞破口、抽气 恢复胸内负压恢复胸内负压 胸膜腔的密闭性和两层胸膜间浆液分子的内聚力有重要胸膜腔的密闭性和两层胸膜间浆液分子的内聚力有重要生理意义，如果密闭性被破坏，在临床上产生生理意义，如果密闭性被破坏，在临床上产生气胸。气胸。呼 吸 在液体与气体的交界面在液体与气体的交界面上，由于液体分子之间的引上，由于液体分子之间的引力而产生的能够引起液体表力而产生的能够引起液体表面收缩的张力。面收缩的张力。肺内有成千上万个大小肺内有成千上万个大小不同的肺泡，而它们各自形不同的肺泡，而它们各自形态的维持有赖于态的维持有赖于肺泡表面活肺泡表面活性物质性物质的作用。的作用。肺泡表面张力：肺泡表面张力：呼 吸 肺泡肺泡型细胞分泌的一种复杂的脂蛋白型细胞分泌的一种复杂的脂蛋白二棕榈酰卵磷脂二棕榈酰卵磷脂 肺泡的表面活性物质：肺泡的表面活性物质：形成单分子层分布于液气界面，随肺泡的张缩改变密度形成单分子层分布于液气界面，随肺泡的张缩改变密度 降低肺泡的表面张力降低肺泡的表面张力 维持肺泡内压的相对稳定维持肺泡内压的相对稳定 防止肺水肿防止肺水肿 功功 能能 防止肺不张防止肺不张 表面活性物质产生：表面活性物质产生：肺泡肺泡型细胞分泌的二棕榈酰卵磷脂型细胞分泌的二棕榈酰卵磷脂(DPPC)表面张力的作用：表面张力的作用：使液体表面积缩小。使液体表面积缩小。（肺塌陷）（肺塌陷）临床：临床：成人肺炎、肺血栓等成人肺炎、肺血栓等表面表面活性物质活性物质肺不张。肺不张。二、肺通气功能的指标二、肺通气功能的指标 肺容量肺容量肺容纳的气体量，可分以下几个组成肺容纳的气体量，可分以下几个组成部分：部分：呼 吸 肺容量：肺容量：残气量残气量 补呼气量补呼气量 潮气量潮气量 补吸气量补吸气量 潮气量（潮气量（TV）补呼气量（补呼气量（ERV）补吸气量（补吸气量（IRV）残气量（残气量（RV）功能残气量（功能残气量（FRC）肺活量（肺活量（VC）肺总容量（肺总容量（TLC）功能残气量功能残气量 肺活量肺活量 肺总容量肺总容量 肺活量肺活量 最大吸气后，从肺内所能呼出的最大气量。最大吸气后，从肺内所能呼出的最大气量。意义：反映肺一次通气的最大能力意义：反映肺一次通气的最大能力 呼 吸 肺通气量：肺通气量：每分通气量每分通气量每分钟进或出肺的气体总量。每分钟进或出肺的气体总量。每分通气量每分通气量=潮气量潮气量 X 呼吸频率呼吸频率 肺泡通气量肺泡通气量=（潮气量（潮气量-生理无效腔生理无效腔）X 呼吸频率呼吸频率 解剖无效腔解剖无效腔 肺泡无效腔肺泡无效腔 解剖无效腔：无气体交换能力的腔解剖无效腔：无气体交换能力的腔 （从上呼吸道（从上呼吸道呼吸性细支气管）。呼吸性细支气管）。肺泡无效腔：因无血流通过而不能进行气体交换的肺泡腔。肺泡无效腔：因无血流通过而不能进行气体交换的肺泡腔。解剖无效腔：无气体交换能力的腔解剖无效腔：无气体交换能力的腔 （从上呼吸道（从上呼吸道呼吸性细支气管）。呼吸性细支气管）。肺泡无效腔：因无血流通过而不能进行气体交换的肺泡腔。肺泡无效腔：因无血流通过而不能进行气体交换的肺泡腔。生理无效腔解剖无效腔肺泡无效腔生理无效腔解剖无效腔肺泡无效腔 呼吸频率呼吸频率（次（次/分钟）分钟）潮气量潮气量（ml）肺通气量肺通气量（ml/min）肺泡通气量肺泡通气量（ml/min）16 500 8000 5600 8 1000 8000 6800 32 250 8000 3200 肺泡通气量是反映肺通气效率的重要指标。肺泡通气量是反映肺通气效率的重要指标。在一定的在一定的呼吸频率范围内呼吸频率范围内深而慢的呼吸深而慢的呼吸比浅而快的呼吸更为有效。比浅而快的呼吸更为有效。血液与组织细胞之间的气体交换过程。血液与组织细胞之间的气体交换过程。第二节第二节 气体交换气体交换 呼 吸 一、气体交换原理：一、气体交换原理：混合气体中，每种气混合气体中，每种气体分子运动所产生的压力体分子运动所产生的压力为该气体的为该气体的分压分压。气体分子不停地进行气体分子不停地进行着无定向运动，其结果是着无定向运动，其结果是气体分子从高分压区向低气体分子从高分压区向低分压区域扩散分压区域扩散。二、氧的运输二、氧的运输 (一一)物理溶解物理溶解：(1.5%)(1.5%)气体直接溶解于血浆中。气体直接溶解于血浆中。(二二)化学结合化学结合:(98.5%)(98.5%)气体与某些物质进行化学结合。气体与某些物质进行化学结合。O O2 2与与HbHb的可逆性结合的可逆性结合:POPO2 2(氧合氧合)POPO2 2(氧离氧离)HbOHbO2 2 鲜红色鲜红色 暗红色暗红色