呼吸系统生理.ppt

呼呼 吸吸 Respiration 呼呼 吸吸 机体与外界环境之间的气体交换过程机体与外界环境之间的气体交换过程 组组 织织 换换 气气 细胞内细胞内 氧化代谢氧化代谢 肺肺 换换 气气 气体运输气体运输 肺通气肺通气 O2 CO2 外呼吸外呼吸（肺呼吸）（肺呼吸）气体在血液气体在血液中运输中运输 内呼吸内呼吸 第一节第一节 肺通气肺通气 pulmonary ventilation 肺通气肺通气 Pulmonary ventilation 肺与外界环境之间肺与外界环境之间的气体交换过程的气体交换过程 肺通气的概念肺通气的概念 Pharynx Larynx(Esophagus)Trachea Right lung Bronchus Bronchiole Diaphragm Heart SEM Left lung Nasal cavity Terminal bronchiole Branch of pulmonary vein(oxygen-rich blood)Branch of pulmonary artery(oxygen-poor blood)Alveoli Colorized SEM 50 m 50 m 肺泡肺泡 胸廓胸廓 呼呼吸吸道道 阻力阻力 -阻止气体流动的力阻止气体流动的力 动力动力 -推动气体流动的力推动气体流动的力 动力动力 阻力阻力 ,气体开始流动，实现肺通气气体开始流动，实现肺通气 （一）肺通气的动力（一）肺通气的动力（power of pulmonary ventilation）肺内压肺内压变化变化 肺肺 缩小缩小 扩张扩张 胸廓胸廓 缩小缩小 扩张扩张 呼吸肌呼吸肌 收缩收缩 舒张舒张 原动力原动力 直接动力直接动力 1.呼吸过程中肺内压的变呼吸过程中肺内压的变化化 吸气：吸气：肺内压周期性肺内压周期性/造成压力差（肺内压大造成压力差（肺内压大气压）是推动气体进气压）是推动气体进/出肺的直接动力出肺的直接动力 呼气：呼气：肋间外肌肋间外肌 膈肌膈肌 斜角肌斜角肌 胸锁乳胸锁乳突肌突肌 2.呼吸运动呼吸运动 respiratory movement 吸气肌吸气肌 呼气肌呼气肌 呼吸肌呼吸肌 肋间内肌肋间内肌 腹肌腹肌 呼气肌呼气肌 Inspiration Expiration （1）呼吸过程呼吸过程 (平静呼吸平静呼吸)吸气运动吸气运动 吸气肌收缩 胸廓扩大 肺被动扩张 肺内压 气体入肺 低于大气压 Inspiration Expiration 呼气运动呼气运动 吸气肌舒张 胸廓缩小 肺随之缩小 肺内压 气体出肺 高于大气压 平静呼吸平静呼吸 eupnea 用力呼吸用力呼吸 forced breathing 吸气肌收缩吸气肌收缩 吸气吸气 呼气呼气 吸气肌舒张吸气肌舒张 主动主动 被动被动 呼气肌收缩呼气肌收缩 吸气肌收缩吸气肌收缩 吸气肌舒张吸气肌舒张（2）呼吸运动的形式）呼吸运动的形式 胸式呼吸胸式呼吸 Thoracic breathing 腹式呼吸腹式呼吸 Abdominal breathing 临床诊断中临床诊断中的意义的意义 3、胸膜腔内压、胸膜腔内压（intrapleural pressure）胸膜腔胸膜腔 pleural cavity 壁胸膜壁胸膜 脏胸膜脏胸膜 胸膜腔胸膜腔内压内压 平静呼气末平静呼气末:-5 -3mmHg 平静吸气末平静吸气末:-10 -5mmHg（1）胸膜腔内压的测量）胸膜腔内压的测量 肺内压肺内压 肺回缩压肺回缩压 胸膜腔内压胸膜腔内压=-=大气压大气压 肺回缩压肺回缩压-（2）胸膜腔内压的形成）胸膜腔内压的形成 肺回缩压肺回缩压=胸膜腔是胸膜腔是密闭密闭的，不直接与外界相通的，不直接与外界相通 胸廓坚固胸廓坚固，外力不易直接作用在胸膜腔壁，外力不易直接作用在胸膜腔壁层层 胎儿在出生前和出生后胎儿在出生前和出生后胸廓的生长速度快胸廓的生长速度快于肺于肺，造成胸廓经常牵引着肺，使肺始终，造成胸廓经常牵引着肺，使肺始终处于扩张状态，只是程度不同而已处于扩张状态，只是程度不同而已 使肺泡总是处于扩使肺泡总是处于扩张状态张状态 有利于血液和淋巴有利于血液和淋巴液回流液回流 （3）胸膜腔内压的意义）胸膜腔内压的意义 气胸气胸（Pneumothorax）（二）肺通气的阻力（二）肺通气的阻力 弹性阻力弹性阻力（占（占70%70%）非弹性阻力非弹性阻力 （占（占30%30%）肺弹性阻力肺弹性阻力 胸廓弹性阻力胸廓弹性阻力 气道阻力气道阻力（占非弹性阻力的（占非弹性阻力的90%）粘滞阻力粘滞阻力 惯性阻力惯性阻力 肺泡表面张力肺泡表面张力 肺回缩力肺回缩力 1.1.弹性阻力和顺应性弹性阻力和顺应性 弹性阻力：物体对抗外力作用引起变形弹性阻力：物体对抗外力作用引起变形的力称为弹性阻力的力称为弹性阻力 顺应性顺应性 (compliance)(compliance)：单位跨壁压：单位跨壁压（P P）变化所引起的容积（）变化所引起的容积（V V）变化）变化 C =1/R =V(L/cmH2O)P 2)2)比顺应性：比顺应性：为了消除肺总量的影响为了消除肺总量的影响 =测得的顺应性（测得的顺应性（L/cmHL/cmH2 2O)O)肺功能残气量肺功能残气量(L)(L)1)肺静态顺应性曲线肺静态顺应性曲线：CL=0.2 L/cmH2O（平（平静呼吸时）静呼吸时）3)3)肺弹性阻力的来源肺弹性阻力的来源 1/31/3来自肺组织本身的弹性回缩力来自肺组织本身的弹性回缩力(弹弹性纤维）性纤维）2/32/3来自来自肺泡表面张力肺泡表面张力 表面张力：液面上存在的方向与表面相切表面张力：液面上存在的方向与表面相切的张力，称为表面张力的张力，称为表面张力 Laplace law:P=2T/rLaplace law:P=2T/r P P 压强压强 T T 表面张力系数表面张力系数 取决于形成界面的气体和液体的性质取决于形成界面的气体和液体的性质 r r 肺泡半径肺泡半径 说明：说明：半径越小，表面张力引起的回半径越小，表面张力引起的回缩压越大缩压越大 4)4)肺泡表面活性物质肺泡表面活性物质 性质：性质：脂蛋白混合物（脂蛋白混合物（DPL/SPDPL/SP）肺泡肺泡型细胞型细胞合成、释放合成、释放 特点：特点：DPLDPL以单分子层垂直排列于肺泡液以单分子层垂直排列于肺泡液-气界面气界面,密度随肺泡的张缩而改变密度随肺泡的张缩而改变 功能功能 ：降低肺泡液：降低肺泡液-气界面的表面张力气界面的表面张力 功能：功能：有助于维持肺泡的稳定性有助于维持肺泡的稳定性（密度变化）（密度变化）维持大小肺泡的容积维持大小肺泡的容积 防止吸气时肺泡过度扩张，呼气时过度缩小防止吸气时肺泡过度扩张，呼气时过度缩小 减少肺间质和肺泡内的组织液生成减少肺间质和肺泡内的组织液生成 防止肺水肿发生防止肺水肿发生 降低吸气阻力降低吸气阻力，减少吸气作功，减少吸气作功 与临床的关系与临床的关系 初生儿缺乏肺表面活性物质（初生儿缺乏肺表面活性物质（呼吸窘迫综合征）呼吸窘迫综合征）肺充血肺充血 肺纤维化肺纤维化 DPL 肺弹性阻力肺弹性阻力 肺顺应性肺顺应性 吸气困难吸气困难 肺气肿肺气肿 肺弹性阻力肺弹性阻力 肺顺应性肺顺应性 呼气困难呼气困难 弹性成弹性成分破坏分破坏（2 2）胸廓的弹性阻力和顺应性胸廓的弹性阻力和顺应性 吸气的阻力吸气的阻力 呼气的动力呼气的动力 R向内向内 67肺总量肺总量 吸气的动力吸气的动力 呼气的阻力呼气的阻力 R向外向外 67肺总量肺总量 胸廓无变形胸廓无变形,R=0 肺容量肺容量=67肺总量肺总量 惯性阻力惯性阻力：气流和组织的惯性所产生：气流和组织的惯性所产生 的阻止肺通气的力的阻止肺通气的力 粘滞阻力粘滞阻力：呼吸时组织相对位移所发：呼吸时组织相对位移所发 生的摩擦生的摩擦 气道阻力气道阻力：气体分子间，气体和气道：气体分子间，气体和气道 壁间的摩擦（壁间的摩擦（8090）动态阻力动态阻力 2.2.非弹性阻力非弹性阻力 影响气道阻力的因素影响气道阻力的因素 气流速度：流速快，阻力大气流速度：流速快，阻力大 管径大小管径大小R:R=1/rR:R=1/r4 4 气流形式：层流阻力小，湍流阻力大气流形式：层流阻力小，湍流阻力大 （气流快、管道不规则时，容易发生湍流）（气流快、管道不规则时，容易发生湍流）影响气道管径的因素影响气道管径的因素 跨壁压跨壁压 肺实质对气道壁的外向牵引作用肺实质对气道壁的外向牵引作用 自主神经对气道壁平滑肌活动的调节自主神经对气道壁平滑肌活动的调节 化学因素的影响化学因素的影响 小小 结结 肺通气肺通气原理原理 肺通气的肺通气的动力动力 呼吸运动呼吸运动 肺内压的改变肺内压的改变 肺通气的肺通气的阻力阻力 弹性阻力弹性阻力 非弹性阻力非弹性阻力 胸膜腔内胸膜腔内压的作用压的作用 肺肺 总总 量量 肺肺 活活 量量 深深 吸吸 气气 量量 功功 能能 残残 气气 量量 补吸补吸 气量气量 补呼补呼 气量气量 残气量残气量 潮气量潮气量 二、肺通气功能的指标二、肺通气功能的指标 （一）（一）肺容积和肺容量肺容积和肺容量 用力肺活量用力肺活量（FVC）用力呼气量用力呼气量（FEV）一定时间呼出气量占用一定时间呼出气量占用力肺活量的百分比力肺活量的百分比 肺通气量肺通气量（minute ventilation volume）1.1.肺通气量肺通气量指每分钟吸入或呼出的气体总量指每分钟吸入或呼出的气体总量 每分通气量每分通气量 =潮气量潮气量 呼吸频率呼吸频率 2.2.最大随意通气量最大随意通气量是尽力作深快呼吸时每分是尽力作深快呼吸时每分 钟所能吸入或呼出的最大气体量钟所能吸入或呼出的最大气体量 3.3.通气贮量百分比通气贮量百分比反映了通气功能的储备能力反映了通气功能的储备能力 通气贮量百分比通气贮量百分比 最大通气量每分平静通气量最大通气量每分平静通气量 最大通气量最大通气量 100%无效腔与肺泡通气量无效腔与肺泡通气量 无效腔无效腔（dead space dead space）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 150 2500 解剖无效腔解剖无效腔 呼气末呼气末 吸气末吸气末 呼气呼气 吸气吸气 350 500 150 2500 肺泡通气量肺泡通气量 指每分钟吸入肺泡的新鲜空气量指每分钟吸入肺泡的新鲜空气量,=(=(潮气量潮气量-无效腔气量无效腔气量)呼吸频率呼吸频率 不同呼吸频率和深度对肺泡通气量的影响不同呼吸频率和深度对肺泡通气量的影响 呼吸频率呼吸频率 潮气量潮气量 肺通气量肺通气量 肺泡通气量肺泡通气量 (次次/min)/min)（ml ml）（ml/minml/min）（ml/minml/min）16 500 8000 5600 8 1000 8000 6800 32 250 8000 3200 在一定的呼吸频率范围内在一定的呼吸频率范围内 深而慢深而慢的呼吸比浅而快的呼吸更为有效的呼吸比浅而快的呼吸更为有效 结论：结论：正常安静正常安静 深慢呼吸深慢呼吸 浅快呼吸浅快呼吸 被测者被测者（三）呼吸功（三）呼吸功 定义：呼吸过程中，呼吸肌为克服弹性阻力定义：呼吸过程中，呼吸肌为克服弹性阻力 和非弹性阻力而实现肺通气所做的功和非弹性阻力而实现肺通气所做的功 正常值正常值（平静呼吸）：（平静呼吸）：0.3 0.3 0.6 Kg m2 呼吸功占全身总耗能的呼吸功占全身总耗能的 3 3 第二节第二节 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 气体的扩散气体的扩散 气体分子从分压高处向分压低处发生净移动气体分子从分压高处向分压低处发生净移动 气体扩散速率气体扩散速率：单位时间气体扩散的容积：单位时间气体扩散的容积 气体的分压差气体的分压差 气体分子量，溶解度气体分子量，溶解度 扩散距离和面积扩散距离和面积 温度温度 概念：混合气体中，每种概念：混合气体中，每种气体分子运动产生气体分子运动产生的压力的压力称为该气体的分压称