2022年医学专题—第五章呼吸.ppt

第五章 呼 吸,第一节 肺通气第二节 气体的交换和运输第三节 呼吸运动(yndng)的调节,第一页，共六十一页。,机体与外界环境之间的气体交换过程称为呼吸（respiration）。呼吸的作用，在于使得机体可以从外界环境中摄取新陈代谢所需要的O2，同时排出其代谢(dixi)所产生的CO2。,一个体重70公斤的人：体内贮存的O2量大约为1,550 ml。在基础状态下，机体耗O2量约为250 ml/min。以此计算，体内贮存的O2仅够维持机体正常(zhngchng)代谢6 min左右的需要。,因此，呼吸是维持机体生命活动的基本生理(shngl)过程，一旦呼吸停止，生命便将终结。,第二页，共六十一页。,外呼吸：包括肺通气（肺与外界环境之间的气体交换）和肺换气（肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换）。气体在血液中的运输：循环血液将O2从肺运输到组织和将CO2从组织运输到肺的过程。内呼吸或组织换气：组织毛细血管血液与组织细胞之间的气体交换，有时也将细胞内的生物(shngw)氧化过程包括在内。,呼吸由三个环节(hunji)组成，彼此相互衔接并同时进行：,由于肺通气是整个呼吸过程的基础(jch)，而肺通气的动力来源于呼吸运动，因而狭义的呼吸通常仅指呼吸运动。,第三页，共六十一页。,第一节 肺通气(tng q),肺通气是指气体经呼吸道进出肺的过程。实现肺通气的器官(qgun)包括呼吸道、肺泡和胸廓等。,呼吸道：是肺通气时气体进出肺的通道。同时，还具有加温、加湿、过滤、清洁吸入气体，以及引起防御反射(fnsh)（咳嗽反射(fnsh)和喷嚏反射(fnsh)）等作用。肺泡：是肺换气的主要场所。胸廓：其节律性呼吸运动是实现肺通气的原动力。,第四页，共六十一页。,一、肺通气(tng q)的原理,肺通气取决于推动气体流动的动力(dngl)与阻止气体流动的阻力之间的相互作用动力克服了阻力，肺通气才能实现。,（一）肺通气(tng q)的动力,气体进出肺取决于肺泡内压力（肺内压）与外界环境（大气压）之间的压力差。由于大气压是相对恒定的，这一压力差实际上是由肺内压决定的。,肺内压的高低取决于肺的扩张和缩小，但肺本身不具主动扩张和缩小的能力，其扩张和缩小依赖于呼吸肌的收缩和舒张引起的胸廓运动。因此，虽然肺内压的变化是肺通气的直接动力，呼吸运动才是肺通气的原动力。,第五页，共六十一页。,1.呼吸(hx)运动,定义：呼吸肌收缩和舒张引起的胸廓节律性扩大和缩小(suxio)称为呼吸运动。其中，胸廓扩大称为吸气运动，而胸廓缩小称为呼气运动。,呼吸肌吸气肌：主要为肋间外肌和膈肌。呼气(h q)肌：主要为肋间内肌和腹肌。辅助吸气肌：包括斜角肌、胸锁乳突肌等。,呼吸肌左侧：示吸气肌（肋间外肌、膈肌）右侧：示呼气肌（肋间内肌、腹肌）,第六页，共六十一页。,呼吸运动(yndng)的过程,平静呼吸：吸气运动是主动的，由主要吸气肌（膈肌和肋间外肌）的收缩实现；呼气运动是被动的，不由呼气肌收缩引起，而由膈肌和肋间外肌舒张所致。吸气：膈肌收缩，中心下移导致胸腔上下径增大(zn d)；肋间外肌收缩，肋骨和胸骨上举，导致胸腔前后径增大；同时，肋骨下缘向外侧偏转使胸腔左右径增大。,呼气：膈肌和肋间外肌舒张，肺因自身回缩力回位，牵引胸廓使胸腔(xingqing)上下径、前后径和左右径缩小。,胸腔扩大肺容积增大肺内压降低当肺内压降低到低于大气压时，外界气体流入肺内。,胸腔减小肺容积减小肺内压升高当肺内压升高到高于大气压时，气体由肺内流出。,第七页，共六十一页。,用力(yng l)呼吸：吸气和呼气都是主动过程。,呼气：吸气肌舒张；肋间内肌收缩(shu su)肋骨和胸骨下移，肋骨向内侧旋转 胸腔前后径和左右径进一步缩小，呼气增强；腹肌收缩 压迫腹腔器官，推动膈肌上移，同时牵拉下部肋骨向下向内移位 胸腔容积缩小，呼气加强。,吸气：膈肌和肋间外肌加强收缩；辅助吸气肌也参与收缩 胸廓(xingku)和肺的容积进一步扩大 吸气加强，更多的气体被吸入肺内。,第八页，共六十一页。,呼吸运动(yndng)的型式,根据参与活动的呼吸肌的主次、多少和用力(yng l)程度不同，呼吸运动可呈现不同的型式（breathing pattern）。,腹式呼吸、胸式呼吸和混合式呼吸：腹式呼吸：膈肌的收缩和舒张引起腹腔内器官位移，从而造成腹部的起伏，这种以膈肌舒缩活动为主的呼吸运动称为腹式呼吸。胸式呼吸：肋间外肌的收缩和舒张导致胸部的起伏，故以肋间外肌舒缩活动为主的呼吸运动称为胸式呼吸。混合式呼吸：一般情况下，成年人的呼吸运动呈腹式和胸式混合式呼吸，只有在胸部或腹部活动受限时才会出现某种单一的呼吸运动形式。在婴幼儿，肋骨倾斜度小，位置(wi zhi)趋于水平，主要呈腹式呼吸。,第九页，共六十一页。,平静呼吸、用力呼吸和呼吸困难：平静呼吸：安静状态下的呼吸运动，平稳而均匀，每分钟1218次；吸气为主动，而呼气(h q)是被动。,用力呼吸：当机体运动，或吸入气中的CO2增加、O2减少，或肺通气阻力增大时，呼吸运动加深加快，此时不仅参与(cny)收缩的吸气肌数量更多，收缩更强，而且呼气肌也参与(cny)收缩，称为用力呼吸或深呼吸。,呼吸困难：在缺O2、CO2增多、或肺通气阻力增大较严重的情况下，可出现呼吸困难，表现为呼吸运动显著加深，鼻翼扇动，同时还会出现胸部(xin b)困压的感觉。,第十页，共六十一页。,胸膜(xingm)腔：由胸膜壁层和脏层所围成潜在的密闭潜在腔室。,2.胸膜(xingm)腔和胸膜(xingm)腔内压,胸膜(xingm)腔的构成及其作用,胸膜腔内的浆液及其作用：腔内没有气体，仅有少量厚约10 m的浆液。作用在于：在两层胸膜之间起润滑作用，减小呼吸运动过程中两胸膜层互相滑动的摩擦阻力；浆液分子的内聚力使两胸膜层互相紧紧地贴附在一起，不易分开。胸膜腔的作用：密闭的胸膜腔将肺和胸廓两个弹性体连接在一起，使不具有主动张缩能力的肺能够随着胸廓容积的变化而扩大和缩小。,第十一页，共六十一页。,胸膜腔内压：胸膜腔内的压力即为胸膜腔内压。胸膜腔内压的测定方法：可采用直接(zhji)法和间接法进行测定。,直接法：将与检压计相连接的注射针头斜刺入胸膜腔内，直接测定胸膜腔内压；缺点(qudin)是有刺破胸膜脏层和肺而导致气胸的危险。,间接法：让受试者吞下带有薄壁气囊的导管至下胸段食管，通过测定(cdng)食管内压来间接获得胸膜腔内压（因为食管介于肺和胸壁之间，且壁薄而软，故其内压的变化与胸膜腔内压的变化基本一致）。,第十二页，共六十一页。,呼吸过程(guchng)中胸膜腔内压的变化,平静呼吸时：胸膜腔内压始终(shzhng)低于大气压，即为负压。与肺内压一样，胸膜腔内压也随呼吸运动发生周期性波动。平静呼气末胸膜腔内压为-5-3 mm Hg，平静吸气末为-10-5 mm Hg。,第十三页，共六十一页。,胸膜腔内负压(f y)的形成原因：肺内压；肺和胸廓都是弹性组织，具有弹性回缩力。这两方面原因使得胸膜腔受到两个相反的力作用：,肺的内向回位力：由于两层胸膜紧紧贴在一起，肺被牵引而始终处于(chy)扩张状态，扩张的肺产生的回位力向内牵引胸廓，使胸廓容积缩小；同时，该回位力使肺泡缩小，引起肺回缩压的变化。,胸廓的外向回位力：当胸廓的容积因肺的回位力牵拉而小于其自然容积时，胸廓将产生(chnshng)向外扩展的回位力，使胸廓的容积趋于扩大，以回到其自然容积位置；同时，该回位力使肺泡扩张，引起肺内压的变化。,肺内向回位力,胸廓外向回位力,第十四页，共六十一页。,可见(kjin)，胸膜腔内压为肺内压和肺回缩压两种相反作用力的代数和：,胸膜(xingm)腔内压=肺内压（-肺回缩压）,在吸气末或呼气末，呼吸道内气流(qli)停止，且与外界环境相通，此时肺内压等于大气压。因此，上式可写成：,胸膜腔内压=大气压（-肺回缩压）,胸膜腔内压=-肺回缩压,在呼吸过程中，肺始终处于被扩张状态并总是倾向于回缩，故平静呼吸时，胸膜腔内压始终为负值。吸气时：肺扩张程度增大，肺回缩压增大，胸膜腔内负压更大。呼气时：肺扩张程度减小，肺回缩压降低，胸膜腔内负压减小。,若以大气压为0，则：,胸膜腔内负压的形成原因：肺内压；肺和胸廓都是弹性组织，具有弹性回缩力。这两方面原因使得胸膜腔受到两个相反的力作用：,第十五页，共六十一页。,可维持肺的扩张状态。外伤或疾病导致胸壁或肺破裂时，胸膜腔密闭性丧失，空气自外界或肺泡进入胸膜腔内，形成气胸。气胸时，胸膜腔内压等于大气压，肺内向回缩而塌陷，丧失呼吸功能。可作用于壁薄而扩张性大的腔静脉和胸导管，使它们扩张而有利于静脉血和淋巴液的回流。因此，气胸时不仅呼吸功能障碍，血液(xuy)和淋巴回流也减少。,肺通气原理和动力的总结：呼吸肌的收缩和舒张引起胸廓的扩大和缩小，为肺通气提供原动力。由于胸膜腔和肺的结构和功能特征(tzhng)，肺随胸廓的张缩而张缩，肺容积也随之发生变化，从而建立肺内压与大气压之间的压力差，为肺通气提供直接动力，推动气体进出于肺，实现肺通气。,胸膜(xingm)腔内负压的生理意义,第十六页，共六十一页。,肺内压：即肺泡内的压力(yl)。在呼吸运动过程中呈周期性波动。,3.肺内压,吸气时：肺容积增大，肺内压下降(xijing)并低于大气压（若以大气压为0，则肺内压为负值）外界气体被吸入肺泡 随着肺内气体增加，肺内压逐渐升高，吸气末升高到与大气压相等 气流停止。,呼气时：肺容积减小，肺内压升高并超过大气压（为正值）气体由肺内呼出 随着肺内气体减少，肺内压逐渐降低(jingd)，至呼气末降低(jingd)到与大气压相等 气流停止。,第十七页，共六十一页。,肺通气的过程(guchng)中所遇到的阻力为肺通气的阻力。肺通气的动力须克服肺通气的阻力才能实现肺通气。肺通气的阻力分为弹性阻力和非弹性阻力：,（二）肺通气(tng q)的阻力,弹性阻力：包括肺泡表面张力（2/3）和肺的弹性回缩力（1/3）。非弹性阻力：包括气道阻力、惯性阻力和组织的粘滞(zhn zh)阻力，其中以气道阻力为主。,肺通气阻力增大是临床上肺通气障碍的最常见原因。,第十八页，共六十一页。,二、肺通气(tng q)的阻力,弹性(tnxng)阻力,非弹性(tnxng)阻力,肺通气阻力,胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关,肺弹性阻力,气道阻力：与气体流动形式+气道半径有关,粘滞阻力,惯性阻力,肺弹性回缩力:1/3,肺泡表面张力：2/3,常态下可忽略不计,第十九页，共六十一页。,肺泡的表面张力：该表面张力使肺泡缩小，为肺扩张的弹性(tnxng)阻力。在离体实验，用生理盐水扩张肺比用气体扩张肺需要的跨肺压小，就是因为生理盐水使该界面消失，肺弹性(tnxng)阻力仅由肺组织的弹性(tnxng)成分所决定。,肺的弹性阻力的来源和特点肺弹性阻力的来源：肺的弹性回缩力；肺泡(fipo)的表面张力。肺的弹性阻力：由肺组织弹力纤维和胶原纤维等构成。肺扩张时，这些纤维被牵拉而倾向于回缩；而且，肺扩张越大，其回缩力和弹性阻力越大。,用气体(qt)扩张肺需要比用生理盐水扩张肺约大3倍的跨肺压，说明表面张力约占肺弹性阻力的2/3，而肺组织弹性成分所产生的弹性阻力仅占肺弹性阻力的1/3。因此，表面张力的大小对肺的顺应性起着重要作用。,第二十页，共六十一页。,肺表面活性物质(wzh)（pulmonary surfactant）的来源和作用,来源：是肺泡II型细胞分泌的一种脂蛋白混合物，主要成分是二棕榈(zngl)酰卵磷脂（DPPC）和表面活性物质结合蛋白（SP）。,特点：分子的一端是疏水的非极性脂肪酸，另一端是极性基团。因此，分子垂直排列于肺泡的液-气界面，极性端插入液体层，非极性端朝向肺泡腔，以单分子层分布在肺泡液-气界面上，其密度(md)随肺泡的张缩而改变。,无表面活性物质,有表面活性物质,第二十一页，共六十一页。,作用和生理意义：1.降低(jingd)肺的弹性阻力。2.减少肺组织液的生成，防止肺水肿,胎儿肺泡II型细胞在六个月后才开始合成和分泌肺表面活性物质，之后分泌量逐渐增加，至分娩