运动生理学课件第六章 呼吸 4学时

3) 胸内负压
呼吸运动的几种方式
① 平静呼吸：安静状态下的呼吸运动。
吸气：吸气肌收缩→胸廓↑→肺容积↑→肺内压↓→吸气。 呼气：吸气肌舒张→胸廓↓→肺容积↓→肺内压↑（+2 mmHg）→呼气。 平静呼吸的特点：吸气是主动过程；呼气是被动过程。 平静呼吸频率：12～18次/分。 ② 用力呼吸：CO2↑、O2↓时，呼吸加深、加快的呼吸运动。
１、呼吸道—通道 ２、肺 泡—场所 ３、胸 廓—动力
㈢ 肺通气原理：肺通气动力克服肺通气阻力完成呼吸功的作用 1、肺通气动力 2、肺通气阻力（介绍） 3．呼吸功：呼吸肌克服弹性阻力和非弹性阻力启动肺通气作的功
㈣ 肺通气的衡量指标 1、肺 容 量 2、肺通气量 深慢呼吸利于气体交换
1）呼吸道的组成
上呼吸道 呼吸道 下呼吸道
④ 表面张力的问题
表面张力
２Ｔ（表面张力） Ｐ（肺泡压力）＝ ———————— ｒ（半径）
⑤ 肺表面活性物质： Ⅰ）化学本质： 二棕榈酰卵磷脂（二软脂酰卵磷脂） Ⅱ）合成、释放场所：肺泡Ⅱ型细胞 Ⅲ）分布特点：肺泡半径↑， 肺表面活性物质密度↓ Ⅳ）生理作用： A）维持肺泡稳定性； B）降低肺泡表面张力和吸气阻力； C）防止肺水肿； D）调节肺泡回缩力。 Ⅴ）临床意义： 肺炎、肺血栓、呼吸窘迫综合症→表面活性物质↓→肺不张
7）肺活量：最大吸气后，能呼出最大气量。平均正常值男：3500ml，女：2500ml。
肺活量＝潮气量＋补吸气量＋补呼气量＝深吸气量＋补呼气量＝肺总容量－余气量 8）时间肺活量（FVC）：最大吸气后单位时间（秒）内最快呼出的气体量占总呼出气体量的 百分数，又称用力肺活量
意义：反映一次呼吸的最大通气量及肺通气的动态功能
胸廓弹性阻力
① 特点：方向可变性
胸廓位置 胸廓弹性阻力（Rchw）方向 肺回缩力（Rl）方向
自然位置
呼气 ＜自然位置 吸气 ＞自然位置
=0，无
＜0，向外 （吸气的动力，呼气的阻力） ＞0，向内 （呼气的动力，吸气的阻力）
向内（吸气的阻力）
向内（吸气的阻力） 向内（吸气的阻力）
② 指标： 胸廓顺应性Cchw＝胸廓容积变化÷（胸内压—大气压） ＝0.2 L / cmH2O ③ 关系： 胸廓弹性阻力与肺弹性阻力是串联关系 R总＝RL＋Ｒchw 即总弹性阻力是肺和胸廓的弹性阻力的代数和 1/C ＝ 1/CL ＋ 1/Cchw 即总顺应性是肺和胸廓的顺应性倒数之和
非弹性阻力
2）非弹性阻力 惯性阻力 粘滞阻力 气道阻力：约占非弹性阻力的80～90％
气道阻力 ⑴ 气道阻力＝（大气压—肺内压）÷气体流量＝ 1～3 cmH2O/L/s ⑵ 主要产生部位：
鼻占50％、声门占25％、气管和支气管占15％
⑶ 影响因素： ① 气流阻力； ② 气流形式； ③ 气道管径： 跨壁压，肺对气道向外牵拉，副交感神经和交感神经，体液物 质（儿茶酚胺、PGE2、组织胺、PGF2α、内皮素、CO2↑）
肺通气阻力
弹性阻力 （占2/3） 肺弹性阻力 表 面 张 力 （ 占 ） 肺 弹 性 纤 维 回 缩 力 胸廓弹性阻力 非弹性阻力 （占1/3） 气 道 阻 力 惯 粘 性 滞 阻 力 力
2/3
弹性阻力的衡量指标
① 顺应性（Compliance, C） △Ｖ（容积变化） 定义式： C＝ △P（压力变化）［L/cmH2O］ １ 关系式： C＝ Ｒ 即顺应性（C）与弹性阻力（R）呈反比关系 ② 静态顺应性曲线：跨肺压与肺容积的关系曲线
斜率↑ 顺应性↑ 弹性阻力↓ 呼气困难（如：肺气肿）
肺弹性阻力
① 组成: 肺弹性阻力＝肺表面张力＋肺弹性纤维回缩力 ② 证据：充气-充盐水实验
充气时，液-气界面存在， 肺弹性阻力 肺弹性阻力＝肺弹性纤维回缩力
③ 结论：
在同等容积变化时， 注水压力＜注气压力， 表面张力占2/3， 肺弹性纤维回缩力占1/3
一、呼吸的概论
1、定义：机体与环境之间的气体交换过程 2．过程
1）外呼吸 肺通气：肺与外界环境的气体交换 肺换气：肺泡与血液之间的气体交换 2）气体在血液中的运输： 指通过血液循环把肺摄取 的氧运送到组织细胞，同 时把组织细胞产生的二氧 化碳运送到肺的过程 3）内呼吸（组织换气）血 液通过组织液与组织细胞 间进行气体交换。
2) 肺内压
⑴ 定义：肺泡内的压力称为肺内压 ⑵ 特征：周期性变化 ⑶ 结论：肺通气的直接动力是肺内压与大气压的差值。 ⑷ 正常值: 平静呼吸时，肺内压–0.266～+0.266kPa（-2～+2 mmHg） 用力呼吸时，肺内压 –13.3 +18.62kPa（-100～+140 mmHg） ⑸ 人工呼吸：用人工方式造成肺内压与大气压之差，进行肺通气的呼吸
肺 容 量
1）潮气量：平静呼吸时，每次吸入或呼出的气量称为潮气量。正常值400～600 ml 2）补吸气量：平静吸气末，再尽力吸入的最大气量。正常值 1500～2000 ml。 3）补呼气量：平静呼气末，再用力呼出的最大气量。正常值 900～1200 ml。 4）余气量：最大呼气末，尚存于肺的气量。正常值 1000～1500 ml。 5）深吸气量：平静呼气末,再尽力吸入的最大气量。深吸气量＝潮气量＋补吸气量。 6）功能余气量：平静呼气末，尚存于肺的气量。功能余气量＝余气量＋补呼气量。其生理意 义是缓冲呼吸过程中肺泡的O2和CO2分压大幅度变化。
胸内（负）压
胸内负压的形成
胸内压的形成： 胸内压＝肺内压－肺回缩力 在呼吸末， 肺内压＝大气压（大气压为零标准） 即：胸内压＝－肺回缩力
气 胸
2、肺通气阻力
1）弹性阻力
⑴ 定义：在外力作用下，弹性组织抗变形的回位力
⑵ 衡量指标—顺应性
⑶ 肺弹性阻力
⑷ 胸廓弹性阻力
2）非弹性阻力
惯性阻力
粘滞阻力 气道阻力
(50)
肺换气的部位
组 织 换 气
气体交换过程
肺换气
气体交换
组织换气
肺泡
ＰＯ２
ＰＣＯ２
静脉血
动脉血
组织
13.8（104）→ 5.33（40）
13.3（100）→ 4（30）
5.33（40 ）← 6.13（46） 5.33（40 ）← 6.67（50）
结论
静脉血变成动脉血
动脉血变成静脉血
正常第１秒末约为80％；当阻塞性肺疾病时，FVC降低 9）肺总容量：肺能容纳的最大气量为肺总容量。平均正常值 男：5000ml，女：3500ml 肺总容量＝肺活量＋余气量 ＝深吸气量＋功能余气量
＝潮气量＋补吸气量＋补呼气量＋余气量
1）每分通气量 ① 定义：每分钟进或出肺的气体量。 每分通气量=潮气量×呼吸频率=6～9 L/min ② 影响因素：性别、年龄、身材、活动量等。 ③ 标准化：L/min/体表面积（m2） ④ 通气储量百分比＝
空 气
呼 吸 道
肺
毛 细 泡 血 CO2 管
O2 肺
肺 静 脉
左 心
动 脉
肺通气 肺换气 外呼吸
肺 动 脉
右 心
静 脉
组 O 组 织 2 织 毛 细 细 血 CO 2 胞 管
组织换气 气体运输 (内呼吸)
整个呼吸功能是受神经和体液因素调节的
二、肺通气
㈠ 定义：肺与外环境之间的气体交换过程 ㈡ 肺通气器官
支 气 管 纤 毛
肺泡
胸 廓
组成：脊柱、肋骨、胸骨、肋间肌
正 面
侧 面
作用：吸气时胸廓扩大，呼气时胸廓缩小
1、肺通气的动力
1) 呼吸运动：呼吸肌收缩、舒张所造成的胸廓扩大和缩小
⑴ 定义：呼吸肌舒缩造成胸廓缩扩的过程。 ⑵ 呼吸肌： ① 吸气肌：膈肌、肋间外肌； ② 呼气肌：腹肌、肋间内肌； ③ 辅助吸气肌：斜角肌、胸锁乳突肌、胸背部肌肉 ⑶ 形式
三、气体交换
㈠ 原理：依靠气体分压差进行单纯扩散
1．气体分压＝总压力×该气体容积百分比 2．大气、吸入气、呼出气、肺泡气的分压情况
㈡ 过程 ㈢ 衡量指标
1．气体扩散量 2．肺扩散容量
㈣ 影响因素
1．扩散速率 2．通气/血流比值（V/Q比值）
大气、吸入气、呼出气、肺泡气的分压情况
大气 容积％ 分压 O2 CO2 N2 H2O 合计 20．84 0.04 78.62 0.50 100.0 21.15 (159.0) 0.04 (0.3) 79.40 (597.0) 0.49 (3.7) 101.08 (760) 吸入气 容积％ 分压 19.67 0.04 74.09 6.20 100.0 19.86 (149.3) 0.04 (0.3) 74.93 (563.4) 6.25 (47) 101.08 (760) 呼出气 容积％ 分压 15.7 3.6 74.5 6.20 100 15.96 (120.0) 3.59 (27.0) 75.28 (566) 6.25 (47) 101.08 (760) 肺泡气 容积％ 分压 13.6 5.3 74.9 6.20 100 13.83 (104.0) 5.32 (40.0) 75.68 (569) 6.25 (47) 101.08 (760)
肺 内 压
肺内压的周期性变化
呼吸 时相
吸
压力变化
气
气流方向
呼
压力变化
气
气流方向
呼吸初 肺内压＜大气压 气体入肺 肺内压＞大气压 气体出肺
呼吸中 肺内压＜大气压 气体入肺 肺内压＞大气压 气体出肺 呼吸末 肺内压＝大气压 气流停止 肺内压＝大气压 气流停止
3) 胸内负压
⑴ 定义：胸膜腔内压称为胸内压 ⑵ 测量方法： ① 检压计的直接测量；② 食管导管气囊的间接测量。 ⑶ 特点： ① 胸内压是负压； ② 呈周期性变化：吸气时，负压↑；呼气时，负压↓。 ⑷ 构成胸内负压的前提条件：胸膜腔的密闭性。 ⑸ 正常值： 平静呼吸时，胸内压-1.33～-0.399kPa（-10～-3mmHg）； 用力呼吸时，胸内压11.97～+14.63kPa（-90～+110 mmHg）。 ⑹ 形成原因：胸内压＝肺内压－肺回缩力 ⑺ 生理作用： ① 有利肺扩张 ② 有利静脉血液和淋巴液的回流 ③ 便于理解气胸的形成