生理学课程ch5 呼吸

血氧饱和度:氧含量占氧容量的百分数
紫绀:皮肤、甲床或粘膜呈紫蓝色。
表示:毛细血管血液中还原血红蛋白达 5g％以上，
1
1
1
总顺应性: ────＝───── + ─────
总顺应性 肺顺应性 胸廓顺应性
影响因素:
①肺的顺应性可因肺充血、肺不张、表面活性物质减少、肺 纤维化和感染等原因而减退。肺气肿时，肺顺应性因肺弹性成 分破坏而增大，故肺顺应性加大并不一定表示肺通气功能好。
②胸廓的顺应性可因肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚等原因而减 低。
(三)通气/血流比值(ventilation-perfusion ratio)
通气量 / 血流量配比适当，肺换气效率最好
│
│
4.2L/min 5L/min ＝0.84
通气/血流值↑:通气过度或肺血流减少→增大生理无效腔
(心衰、肺动脉栓塞)
通气/血流值↓:通气不良→增大功能性A-V短路
（支哮、肺气肿、支气管栓塞）
高气压(如深潜水)环境下,由于气体密度增大,气道阻力增大 呼吸减慢加深,增加了呼吸肌的作功和能量消耗。
四、肺容量和肺通气量
(一)、肺容量(lung volume)• ⒈潮气量(tidal volume)： ⒉补吸气量(inspiratory reserve volume)： ⒊补呼气量(expiratory reserve volume)•： ４肺活量＝补吸气量＋潮气量＋补呼气量 ⒌时间肺活量(timed vital capacity)： 用力吸气后再用力并快速呼出的气体量占肺活量的百分数。 正常成人第一秒钟末呼出的气体量占肺活量的83％ 第二秒 钟末占96％,第三秒钟末占99％ 反映肺活量容量的大小、呼吸所遇阻力的变化，是评价肺通 气功能较好指标，阻塞性肺疾患的时间肺活量↓。 ⒍余气量(•residual capacity)： 用最大力量呼出之后残留的气量为余气量 机能余气量(functional•residual capacity)： 平静呼气之后残存的气量为机能余气量＝余气量＋补呼气量 ⒎肺总容量(total lung capacity)•： 肺所能容纳的最大气量＝肺活量＋余气量
第三节 气 体 运 输
(gas transport)
运输形式:
物理溶解:气体直接溶解于血浆中
特征:①量小,•起桥梁作用
②溶解量与分压呈正比
O2
1atm---0.3ml％ 3atm---6.3ml％
---↑20倍
(是高压治疗的理论基础)
化学结合:气体与某些物质进行化学结合
特征:量大,•主要形式
呼吸肌
1.平静呼吸
吸气:膈肌收缩使膈顶下移，增大胸廓的上下径 肋间外肌收缩使肋骨↓上提，扩大胸廓前后、左右径 胸廓容积扩大，肺在胸膜腔负压作用下被动扩张 (因肺无主动扩↓缩的组织结构) •肺内压＜大气压，气体经呼吸道入肺(即吸气)
呼气:膈肌和肋间外肌舒张，肋骨和膈肌弹性回位， 胸廓上下、前后、左右径缩小 ↓ 胸廓容积缩小↓,肺被动缩小 肺内压＞大气压，气体经呼吸道出肺(即呼气)
↓
↓
迫使脏层胸膜外移使肺扩张
迫使脏层胸膜回位数和
胸内压＝大气压－肺回缩力 胸内压＝－肺回缩力 5.生理意义: 纽带作用 维持肺处于扩张状态 促进血液和淋巴液的回流
三、肺通气的阻力
呼吸运动产生的动力,在克服肺通气所遇到的阻力后, 方能实现肺通气。阻力增高是临床肺通气障碍的常见原 因。
平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的。
2.用力呼吸 用力吸气时，辅助吸气肌也参加，肋间内肌收缩
+腹壁肌肉收缩， 因此，用力呼吸时，吸气和呼气都是主动的。
3.人工呼吸 基本原理:使肺内与外界大气压间产生压力差 方法:①正压吸气式呼吸(正压呼吸) ②负压吸气式呼吸(负压呼吸)
(二)、肺内压 肺内压是指肺内气道和肺泡内气体的压力。
3. 肺和胸廓的顺应性(compliance)
弹性阻力的大小可反映肺扩张的难易程度。
顺应性:是指外来压力克服弹性阻力所引起的容量变化,即 指扩张的难易程度。它反映了压力、弹性阻力和胸、 肺扩张度三者之间的关系。
①压力不变时:
1
顺应性(C)＝ ─────
弹性阻力(R)
②单位压力变化时:
容量变化(△V)
I型肺泡上皮细胞 II型肺泡上皮细胞：合成和分泌表面活性物质
6.液体和表面活性物质层 Fluid and surfactant layer (1)液体层：表面张力Surface tension
表面张力:来源于分子间的吸引力或内聚力,是液-气界面的液体 分子各自受力不均匀的表现
肺泡表面张力:肺泡表面的液-气界面产生的表面张力 ↓
不能进行气体交换 生理无效腔＝解剖无效腔＋肺泡无效腔
第二节 气体交换
Exchang of respiratory gas
一、气体交换的原理
•分压：各种气体在大气压中所占有的压力 分压＝总气压ｘ该气体的容积百分比
张力：溶解于液体的气体分子从液体中逸出的力 ＝溶解于液体的气体的分压
气体交换动力：是膜两侧的气体分压差 它决定着气体扩散的方向和速率气体交换条件： 气体的理化特性、膜通透性和面积、分压差
平静吸气初:肺内压 < 大气压==0.3-0.4kPa→气入肺 吸气末:肺内压 = 大气压──────→气流停 呼气初:肺内压 > 大气压==0.3-0.4kPa→气出肺 呼气末:肺内压 = 大气压──────→气流停
用力呼吸时:肺内压的升降变化有所增加
如故意闭住声门而作剧烈呼吸运
(三)、胸内压 1.概念: 胸内压是指胸膜腔内的压力。 2.压力:平静吸气时:胸内压 < 大气压==－0.7 -1.3kPa 呼气时:胸内压 < 大气压==－0.4 -0.7kPa 特点:①平静呼吸时胸内压始终为负压 ②用力呼吸时负压变动更大 ③有时可为正压(如紧闭声门用力呼吸时) 3.测定方法: 间接法:气囊测定食管内压以间接反映胸内压 直接法:
扩→肺内压 < 大气压→吸气
呼吸肌 → 胸廓 → 肺
舒
缩
缩→肺内压 > 大气压→呼气
原动力:呼吸运动是肺通气的原动力 直接动力:肺内压与外界大气压间的压力差
(一)、呼吸运动 分类:按呼吸深度分:平静呼吸和用力呼吸； 按动作部位分:胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸 正常:混合式呼吸 •婴儿:常为腹式呼吸 异常:严重腹水、腹腔有巨大肿块等为胸式呼吸。 频率:成人:12--18次/分 婴儿:60--70次/分
(一)、弹性阻力:占70％ 是吸气时阻力（阻碍肺扩张） 是呼气时动力 包括肺的弹性阻力和胸廓的弹性阻力。 与肺泡的半径(r)成反比.
⒈肺的弹性阻力
• 肺的弹性阻力
肺弹性组织回缩力：1/3 肺泡表面张力:2/3
据Laplace公式:P(N/cm)＝2T(N/cm)/r(cm) 肺泡回缩力(P)与表面张力(T)成正比,
顺应性(C)＝─压─力─变─化─(△─P)L/cmH2O
顺应性包括:
肺容量变化(△V)
肺顺应性＝
────────── 跨肺压(△P)
==0.2L/cmH2O
(△P是跨肺压:肺内压与胸内压之差)
肺容量变化(△V)
胸廓顺应性＝
────────── 跨壁压(△P)
==0.2L/cmH2O
(△P是跨壁压:大气压与胸内压之差)
液体分子间的吸引力>>液体与气体分子间的吸引力 ↓(曲面液-气界面的合力)
液体表面回缩，驱使肺泡缩小的力
表面张力对呼吸的不良影响：
–使肺泡不易扩张，增加吸气阻力
–使肺泡内压不稳定 P=2T/r
Laplace公式：
(2)表面活性物质(surfactant): 成分:二软酯酰卵磷脂(dipalmityl phosphatidyl lipid ) 来源:肺泡Ⅱ型细胞分泌，以单分子层形式覆盖于肺泡液体分子 表面 作用：与肺泡内气体形成界面,减少肺泡内液-气界面积，降低肺 泡表面张力 意义: ①维持肺泡的稳定性 吸→ 肺 泡→ D P L→降表面张力→肺泡表面→肺泡→防肺泡 气 表面积↑ 分散 的作用↓ 张力↑ 回缩 破裂
(二) 非弹性阻力
惯性阻力: 包括 粘滞阻力:
气道阻力:气体流经呼吸道时，气体分子间及气体分子 与管壁间产生的摩擦力。
特点:只在呼吸运动时产生。
与气道半径的4次方成反比 气 R愈小(呼气、迷走N兴奋时)气阻力愈大。 道 与气体的流速呈正相关: 阻 其他条件不变，呼吸愈急促，气流速度愈快，气道阻力愈大。 力 气流速度过快还可造成呼吸道内更多的涡流，气道阻力增大。
在肺中CO2扩散速度约为O2的2倍。所以,肺功能衰竭患者往往缺O2 显著，CO2潴留不明显，是因CO2扩散的速度比O2快所致。
(二)、呼吸膜 正常呼吸膜非常薄(＜1μm)，通透性极大,且面积大(70-80m2)。
呼吸膜通透性：肺纤维化 尘 肺→呼吸膜厚度↑→通透性↓→换气↓ 肺炎
呼吸膜面积：肺气肿→肺泡融合→面积↓→气换↓
呼吸膜的组成： 1.毛细血管内皮层Capillary endothelium 2.毛细血管基膜层Capillary basement membrane 3.间隙 Interstitial space：
弹力纤维 胶原纤维
4.上皮基底膜Epithelial basement membrane 5.肺泡上皮层Alveolar epithelium
(二) 肺通气量：是指单位时间内进出肺的气体量。
•与肺容量变化相比它能更好地反映肺的通气功能。
⒈每分通气量：每分钟呼出或吸入的气体量称为每分通气量。即:
每分通气量＝潮气量×呼吸频率(次/分)
2.肺泡通气量：
肺泡通气量＝(潮气量-无效腔量)×呼吸频率
解剖无效腔：原本不能进行气体交换的腔 肺泡无效腔：进入肺泡内的气体可因无血流经过而