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第七章第七章 呼吸系统的结构与功能呼吸系统的结构与功能 肺呼吸肺呼吸 气体在血液中的运输气体在血液中的运输 细胞呼吸细胞呼吸 肺通气：肺通气：肺泡肺泡 外界大气外界大气 肺换气：肺换气：肺泡肺泡 肺毛细血管血液肺毛细血管血液 组织换气：组织换气：内环境内环境 细胞细胞（外呼吸）（外呼吸）（内呼吸）（内呼吸）细胞内的有氧代谢细胞内的有氧代谢 生化范畴生化范畴 呼吸：呼吸：机体与外界环境的气体交换过程。机体与外界环境的气体交换过程。呼吸过程的三个环节：呼吸过程的三个环节：呼吸过程示意图呼吸过程示意图 肺通气肺通气 肺换气肺换气 气体在血液气体在血液中运输中运输 细胞呼吸细胞呼吸 第一节第一节 呼吸系统的组成和结构呼吸系统的组成和结构 呼吸道呼吸道 鼻鼻 咽咽 喉喉 气管气管 支气管支气管 肺肺支气管树支气管树 导管部：导管部：呼吸部：呼吸部：细支气管细支气管 肺泡肺泡 肺内支气管树肺内支气管树 呼吸部：呼吸部：呼吸系统概貌呼吸系统概貌 第二节第二节 肺通气肺通气 一、肺通气的原理一、肺通气的原理（一）肺通气的动力（一）肺通气的动力 直接动力：肺内压和大气压之间的压力差直接动力：肺内压和大气压之间的压力差 吸气吸气 肺内压高于大气压肺内压高于大气压 呼气呼气 肺内压低于大气压肺内压低于大气压 原动力：呼吸运动原动力：呼吸运动 1.呼吸运动（呼吸运动（respiratory movement）吸气肌：隔肌、肋间外肌吸气肌：隔肌、肋间外肌 呼气肌：肋间内肌、腹肌呼气肌：肋间内肌、腹肌 辅助吸气肌群：斜角肌、胸锁乳突肌等辅助吸气肌群：斜角肌、胸锁乳突肌等 1）吸气）吸气 2)呼气呼气（1）呼吸运动过程）呼吸运动过程 概念：呼吸肌收缩舒张引起的胸廓扩大和缩小。概念：呼吸肌收缩舒张引起的胸廓扩大和缩小。呼吸肌呼吸肌 斜角肌斜角肌 胸锁乳突肌胸锁乳突肌 肋间外肌肋间外肌 膈肌膈肌 肋间内肌肋间内肌 腹部腹部 肌群肌群 吸气肌吸气肌 呼气肌呼气肌 肋间肋间外肌外肌 肋肋间间内内肌肌 呼吸运动引起的胸廓容积变化呼吸运动引起的胸廓容积变化 （2）呼吸运动形式）呼吸运动形式 平静呼吸平静呼吸 吸气主动、呼气被动吸气主动、呼气被动 用力呼吸用力呼吸 吸气主动、呼气主动吸气主动、呼气主动 胸式呼吸胸式呼吸 肋间外肌活动为主肋间外肌活动为主 腹式呼吸腹式呼吸 膈肌活动为主膈肌活动为主 成人：胸式和腹式混合式呼吸成人：胸式和腹式混合式呼吸 婴幼儿：腹式呼吸为主婴幼儿：腹式呼吸为主 妊娠后期：胸式呼吸为主妊娠后期：胸式呼吸为主 2.肺内压肺内压:指肺泡内的压力。指肺泡内的压力。（1）呼吸过程中肺内压的变化）呼吸过程中肺内压的变化 肺内压肺内压 吸气吸气 初：初：大气压大气压 末：末：=大气压大气压 呼吸过程中肺内压、胸内压及呼吸气容积的变化过程呼吸过程中肺内压、胸内压及呼吸气容积的变化过程 （2）人工呼吸的原理）人工呼吸的原理 定义：人为地造成肺内压和大气之间的压定义：人为地造成肺内压和大气之间的压力差来维持肺通气。力差来维持肺通气。人工呼吸机人工呼吸机 口对口的人工呼吸法口对口的人工呼吸法 有节律性地挤压胸廓的负压通气有节律性地挤压胸廓的负压通气 方法：方法：前提：呼吸道通畅前提：呼吸道通畅 胸膜脏、壁两层在肺根胸膜脏、壁两层在肺根处互相反折移行，在两肺周处互相反折移行，在两肺周围分别形成两个互不相通、围分别形成两个互不相通、完全封闭的腔。完全封闭的腔。（1）胸膜腔特点：）胸膜腔特点：潜在腔隙潜在腔隙 少量浆液少量浆液 润滑作用润滑作用 浆液分子的内聚力浆液分子的内聚力 两层胸膜贴附两层胸膜贴附 3.胸膜腔内压胸膜腔内压 胸膜腔：胸膜腔：气胸：气胸：胸膜破裂，胸膜胸膜破裂，胸膜腔与大气相通，空腔与大气相通，空气将立即进入胸膜气将立即进入胸膜腔内，形成气胸。腔内，形成气胸。胸内压胸内压 肺肺 （4）胸膜腔负压的生理意义）胸膜腔负压的生理意义 维持肺泡扩张状态，并随胸廓的运动而张缩，维持肺泡扩张状态，并随胸廓的运动而张缩，保证肺通气和肺换气保证肺通气和肺换气 降低中心静脉压，促进胸腔淋巴液和静脉降低中心静脉压，促进胸腔淋巴液和静脉血回流。血回流。（二）肺通气的阻力（二）肺通气的阻力 1弹性阻力弹性阻力 概念：弹性组织受外力作用发生变形时所产概念：弹性组织受外力作用发生变形时所产生的对抗变形的力。生的对抗变形的力。度量指标：顺应性度量指标：顺应性 顺应性：指在外力作用下弹性组织的可扩张性。顺应性：指在外力作用下弹性组织的可扩张性。顺应性顺应性 弹性阻力弹性阻力（1）肺的弹性阻力与顺应性：）肺的弹性阻力与顺应性：肺组织：弹性纤维和胶原纤维的弹性回缩力肺组织：弹性纤维和胶原纤维的弹性回缩力 肺泡内：液肺泡内：液-气界面所产生的表面张力气界面所产生的表面张力（2）肺泡表面张力与肺表面活性物质）肺泡表面张力与肺表面活性物质 肺表面活性物质：肺表面活性物质：降低弹性阻力降低弹性阻力 维持大小肺泡的稳定性维持大小肺泡的稳定性 防止肺水肿防止肺水肿（3）胸廓的弹性阻力和顺应性）胸廓的弹性阻力和顺应性 表面张力表面张力 呼吸膜、肺泡表面张力与肺表面活性物质呼吸膜、肺泡表面张力与肺表面活性物质 肺泡上皮肺泡上皮C：型型 二软脂酰卵磷脂二软脂酰卵磷脂 肺泡气液交界面的表面张力肺泡气液交界面的表面张力 肺泡上皮肺泡上皮C 组织间隙组织间隙 毛细血管内皮毛细血管内皮C 肺泡上皮基膜肺泡上皮基膜 含含表面活性物质表面活性物质的液体层的液体层 （分泌（分泌C）1 m 型型 呼吸膜：呼吸膜：毛细血管肌膜毛细血管肌膜 2.非弹性阻力非弹性阻力 定义：在气体流动时产生的，并随流速加快而增定义：在气体流动时产生的，并随流速加快而增加，故为动态阻力。加，故为动态阻力。包括惯性阻力、粘滞阻力和气道阻力。包括惯性阻力、粘滞阻力和气道阻力。（1）气道阻力）气道阻力 定义：由气体流经呼吸道时，气体分子间及气体分定义：由气体流经呼吸道时，气体分子间及气体分子与呼吸道壁之间的摩擦所产生阻力子与呼吸道壁之间的摩擦所产生阻力。分布：鼻、声门、直径分布：鼻、声门、直径2 mm以上细支气管、气管以上细支气管、气管等部位。等部位。（2）影响气道阻力的因素）影响气道阻力的因素 气流速度气流速度 气流形式气流形式 管径大小（呼吸性细支气管）管径大小（呼吸性细支气管）气道的跨壁压气道的跨壁压 肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用 神经系统对气道管壁平滑肌舒缩活动的调节神经系统对气道管壁平滑肌舒缩活动的调节 化学因素化学因素 阻力阻力 层流层流 阻力阻力 湍流湍流 阻力阻力 二、肺通气功能的评价二、肺通气功能的评价 （一）肺容积：是指肺内气体的容积（一）肺容积：是指肺内气体的容积 1.潮气量：潮气量：每次吸入或呼出的气量。每次吸入或呼出的气量。2.补吸气量：补吸气量：平静吸气末，平静吸气末，再尽力吸入的气量。再尽力吸入的气量。正常成人：正常成人：400500 ml 正常成人：正常成人：15001800 ml 3.补呼气量：补呼气量：平静呼气末，再用力呼出的气量。平静呼气末，再用力呼出的气量。正常成人：正常成人：10001500 ml 4.残气量：残气量：用全力呼气后，肺内所留的气体量。用全力呼气后，肺内所留的气体量。（余气量）（余气量）正常成人：正常成人：10001500 ml（吸气储备量）（吸气储备量）（呼气储备量）（呼气储备量）肺容积和肺容量示意图肺容积和肺容量示意图 1.深吸气量（深吸气量（inspiratory capacity）：）：1+2 2.功能残气量（功能残气量（functional residual capacity）：）：3+4 3.肺活量：尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气肺活量：尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气量（量（vital capacity）。）。4.用力呼气量用力呼气量：指尽力最大吸气后再尽力尽快呼气：指尽力最大吸气后再尽力尽快呼气时，在一定时间内所能呼出的气量。时，在一定时间内所能呼出的气量。常用：常用：1秒用力呼气量（秒用力呼气量（FEV1）5.肺总量：肺总量：1+2+3+4（二）肺容量：（二）肺容量：是肺容积中两项或两项以上的是肺容积中两项或两项以上的联合气量。联合气量。1每分通气量：潮气量每分通气量：潮气量频率频率 2最大随意通气量（自学）最大随意通气量（自学）3无效腔和肺泡通气量无效腔和肺泡通气量（三）肺通气量和肺泡通气量（三）肺通气量和肺泡通气量 每分肺泡通气量每分肺泡通气量=（潮气量（潮气量-解剖无效腔容量）解剖无效腔容量）呼吸频率呼吸频率 肺泡无效腔肺泡无效腔 无效腔：无效腔：解剖无效腔解剖无效腔 生理无效腔生理无效腔 不同呼吸频率和潮气量时肺通气量和肺泡通气量不同呼吸频率和潮气量时肺通气量和肺泡通气量 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 深而慢的呼吸比浅而快的呼吸效率高。深而慢的呼吸比浅而快的呼吸效率高。第三节第三节 肺换气和组织换气肺换气和组织换气 一、肺换气和组织换气的基本原理一、肺换气和组织换气的基本原理（一）气体的扩散（一）气体的扩散 肺换气：肺泡肺换气：肺泡 血液血液 组织换气：血液组织换气：血液 组织组织 动力：动力：气体的分压差气体的分压差 方式：方式：扩散扩散 （二）气体扩散速率及影响因素（二）气体扩散速率及影响因素 S S MWMW d=1.气体的分压差：气体的分压差：正比正比 2.气体的分子量和溶解度气体的分子量和溶解度 S（溶解度）（溶解度）MW d（扩散速率）（扩散速率）O2：2.14 ml/L 32 3.78 CO2:51.5 ml/L 44 77.64 dCO2 20dO2 CO2的扩散速率大于的扩散速率大于O2 3.扩散面积和距离扩散面积和距离 与扩散面积成正比，与扩散距离成反比与扩散面积成正比，与扩散距离成反比 4.温度温度：正比正比 二、肺二、肺 换换 气气（一）肺换气过程（一）肺换气过程（二）影响肺换气的因素（二）影响肺换气的因素 1.呼吸膜的厚度呼吸膜的厚度 厚度厚度 2.呼吸膜的面积呼吸膜的面积 扩散速率扩散速率 扩散量扩散量 面积面积 扩散速率扩散速率 扩散量扩散量 3.通气血流比值通气血流比值=每分肺泡通气量（每分肺泡通气量（VA）每分肺血流量（每分肺血流量（Q）=0.84 呼吸膜结构示意图呼吸膜结构示意图 通气通气/血流比值可能出现的三种情况血流比值可能出现的三种情况 VA/Q 肺泡无效腔肺泡无效腔 肺泡气更新率肺泡气更新率 VA/Q 功能性动功能性动-静脉短路静脉短路 血中血中PO2 PCO2 通气通气/血流比值可能出现的三种情况血流比值可能出现的三种情况 （三）肺扩散容量（三）肺扩散容量（自学）（自学）三、组织换气三、组织换气 第四节第四节 气体在血液中的运输气体在血液中的运输 运输形式：运输形式：物理溶解：量少，是化学结合的前提物理溶解：量少，是化学结合的前提 化学结合：量多，以物理溶解为前提化学结合：量多，以物理溶解为前提 O2、CO2溶解溶解化学结合化学结合溶解溶解 一、氧的运输一、氧的运输（一）氧在血液中存在的形式（一）氧在血液中存在的形式 血液中血液中O2和和CO2的含量的含量（ml/100 ml 血液血液）动脉血动脉血 混合静脉血混合静脉血 物理物理溶解溶解 化学化学结合结合 总量总量 物理物理溶解溶解 化学化学结合结合 总量总量 O2 0.31 20.0 20.317 0.11 15.2 15.31 CO2 2.53 46.4 48.93 2.91 50.0 52.91 以以Hb为主要运输工具为主要运输工具 1Hb分子的结构分子的结构 Hb+O2 HbO2 PO2高高 PO2低低 2Hb与与O2结合的特征结合的特征（1）反应快，可逆，不需酶，反应方向取决于）反应快，可逆，不需酶，反