大学生理学-呼吸系统
生理学呼吸系统(一)2024
生理学呼吸系统（一）引言概述：生理学呼吸系统是指人体内负责呼吸的一系列器官和功能。
它包括呼吸道、肺部、呼吸肌肉等组织和器官，扮演着将氧气吸入体内并将二氧化碳排出体外的重要角色。
本文将对生理学呼吸系统进行详细介绍，包括呼吸道的结构和功能、肺部的解剖和生理、呼吸肌肉的作用等方面。
正文：1. 呼吸道a. 鼻腔：作为空气进入体内的通道，具有过滤、加湿、预热空气的功能。
b. 喉咙：连接鼻腔和气管，包括喉头、会厌和声带等重要结构。
c. 气管：分支为左右支气管进入肺部，内壁有纤毛和黏液细胞，用于排除异物和黏液。
d. 支气管和支气管末梢：支气管进一步分支为细支气管，最终形成肺泡。
2. 肺部a. 解剖结构：由左右两个肺叶组成，外覆有胸膜，内部被分隔成许多小囊泡即肺泡。
b. 气体交换：在肺泡中，氧气通过肺泡壁进入血液，二氧化碳从血液中通过肺泡壁排出体外。
c. 肺循环：肺动脉将含有二氧化碳的血液输送到肺部，肺静脉将含有氧气的血液返回心脏。
3. 呼吸肌肉a. 膈肌：位于胸腔底部，是呼吸的主要肌肉，收缩时向下运动，扩张胸腔。
b. 外肋间肌：位于肋骨之间，收缩时提高胸腔容积。
c. 内肋间肌：位于肋骨之间，收缩时降低胸腔容积。
d. 扁桃体和腺样体：位于咽喉和扁桃体周围，参与免疫反应和抵抗感染。
4. 呼吸功能a. 吸气和呼气：通过收缩和放松呼吸肌肉，使胸腔容积变化，从而实现气体的吸入和排出。
b. 换气：肺泡中氧气和二氧化碳的交换。
c. 呼吸频率和容量：由神经调节和代谢要求控制。
d. 呼吸中枢：位于脑干的一部分，控制呼吸节律和深度。
5. 呼吸系统的调节a. 神经调节：通过迷走神经和交感神经对呼吸进行调节。
b. 血气调节：高二氧化碳和低氧气水平在体液中起到呼吸刺激作用。
c. 呼吸适应性：人体对海拔高度、氧气浓度等环境变化的适应能力。
总结：生理学呼吸系统是人体内负责呼吸的一系列器官和功能，包括呼吸道、肺部和呼吸肌肉。
呼吸道通过鼻腔、喉咙、气管和支气管将空气输送到肺部。
呼吸系统生理学
（一）吸气和呼气的发生
1、吸气过程的发生：平静呼吸时，主要的吸气 肌群收缩。
2、呼气过程的发生：平和呼吸时，呼气动作是 被动的。当动物用力呼气（主动）时，除了吸气 肌群的舒张外，还有呼气肌群的参与。
（二）胸内负压及其意义
无论在吸气还是呼气过程，胸内压始终是低于大气压， 因此，通常将胸内压称为胸内负压。
胸内负压的生理意义： ①保证呼吸时肺泡张缩。
②利于静脉血和淋巴液 回流。
脏层胸膜 壁层胸膜
负压降低中心静脉压， 促进回流； ③利于呕吐和反刍。
胸膜腔
图27
091
（三）呼吸式、呼吸频率和呼吸音
1.呼吸式：三种 胸式呼吸、腹式呼吸、胸腹式呼吸（正常家畜）
2.呼吸频率：每分钟的呼吸次数。 3.呼吸音：呼吸运动时，气体通过呼吸道及出入 肺泡（只能）时产生的声音。
奋→迷走神经传入纤维→吸气中枢兴奋→吸气。 意义 • 肺张反射有利防止吸气过深过长，加速由吸气向
呼气转换。 • 肺缩反射有利阻止呼气过深，防止肺过度萎缩。
（二）体液调节
CO2浓度增高、缺氧、H+浓度增高 中枢（主）和外周化学感受器兴奋
呼吸中枢兴奋 呼吸频率和深度增加
肺通气增加
• 好哭的小孩为达到一定目的，嚎啕大哭，哭声强度 节节攀升，突然一下子没有了声音，连呼吸也嘎然 而至，这一幕让家长好生紧张。你说为什么呢？
吸气中枢兴奋----呼气中枢抑制 → 吸气运动 呼气中枢兴奋----吸气中枢抑制 → 呼气运动
2、脑桥呼吸调整中枢 调整呼吸的节律性和深度
3、大脑皮层对呼吸运动的调节 使呼吸变慢、加快或暂时停止。
4、反射调节Biblioteka 肺牵张反射 • 肺吸气扩张 →支气管和细支气管中牵张感受器
《生理学》第五章呼吸
化学感受器的调节作用
外周化学感受器
位于颈动脉体和主动脉体，感受 动脉血中O2分压降低、CO2分压 升高和H+浓度升高的刺激，反射 性地引起呼吸加深加快。
中枢化学感受器
位于延髓外侧部浅表部位，感受 脑脊液和局部细胞外液中的H+浓 度变化，对CO2刺激更敏感，也 参与呼吸运动的调节。
神经调节和体液调节的相互作用
萎陷，维持肺泡稳定性。
02
呼吸运动的调节
呼吸中枢的调节作用
基本呼吸节律的产生
呼吸中枢位于延髓和脑桥 ，通过产生和调节呼吸节 律性放电来控制呼吸运动
。
呼吸调整中枢
位于大脑皮层、脑干和脊 髓等部位，对呼吸运动进 行精细的调节，如改变呼 吸频率、深度和类型等。
长吸中枢和长呼中枢
分别控制吸气和呼气时相 的长短，从而调节呼吸周
氧气在血液中的运输主要有两种形式，一是 物理溶解，即氧气分子直接溶解于血浆中； 二是化学结合，即氧气与红细胞内的血红蛋 白结合形成氧合血红蛋白。其中，化学结合 是氧气运输的主要形式，约占血液总氧含量 的98.5%。
二氧化碳的运输方式
二氧化碳在血液中的运输也有两种形式，一 是物理溶解，即二氧化碳分子直接溶解于血 浆中；二是化学结合，即二氧化碳与水结合 形成碳酸，或与血红蛋白的氨基结合形成氨 基甲酰血红蛋白。其中，化学结合是二氧化 碳运输的主要形式，约占血液总二氧化碳含
01
利用呼吸描记器记录呼吸运动曲线，分析呼吸频率、深度及节
律。
呼吸肌电图检查
02
通过肌电图仪记录呼吸肌电活动，评估呼吸肌气量、肺顺应性等多项指标，全面评估肺功
能。
气体交换与运输的实验方法与技术
1 2
血气分析
呼吸系统生理学重点内容
呼吸系统生理学重点内容
1. 呼吸系统的结构和功能
- 呼吸系统包括鼻腔、咽喉、气管、支气管和肺组织等部分。
- 其主要功能是吸入氧气，排出二氧化碳，并参与维持酸碱平衡。
2. 呼吸过程
- 呼吸过程主要分为呼吸道通气、肺泡通气和肺毛细血管气体
交换三个阶段。
- 呼吸道通气是指空气从鼻腔、咽喉、气管和支气管进入肺部。
- 肺泡通气是指氧气从肺泡进入肺毛细血管，而二氧化碳则相反。
- 肺毛细血管气体交换是指氧气从肺毛细血管进入血液，而二
氧化碳则相反。
3. 呼吸控制
- 呼吸的调节主要由呼吸中枢和感受器控制。
- 呼吸中枢位于延髓和脊髓，受到血液氧气、二氧化碳浓度以
及酸碱平衡的反馈调节。
- 感受器包括呼吸感受器和化学感受器，能感知和调节呼吸的频率和深度。
4. 呼吸肌肉
- 呼吸肌肉主要包括膈肌和肋间肌。
- 膈肌是主要的呼吸肌肉，通过膨胀和收缩来控制呼吸。
- 肋间肌则帮助扩张和收缩胸腔，增加肺的容积。
5. 呼吸与运动
- 呼吸与运动息息相关。
- 运动时，呼吸加快、加深，以满足肌肉对氧气的需求，并排出产生的二氧化碳。
6. 呼吸系统的生理变化
- 呼吸系统在正常情况下会出现生理变化，例如婴儿和年老者的呼吸频率较快，肺功能也有所不同。
以上是呼吸系统生理学的一些重点内容，希望对您有所帮助。
生理学 呼吸系统
70-120升
通气储备百分比（最大通气量－每分通气量）×100％ ＞93%
最大通气量
24
无效腔(dead space)
从鼻到肺泡无气体交换功能的管腔
解剖无效腔(anatomical dead space)
鼻到终末细支气管这部分的呼吸道的容积。
肺泡无效腔(dead space)
未能发生气体交换的肺泡容量。
平静呼气末再尽力呼气，能增加的呼出气量
余气量 (RV, residual volume)
最大呼气后，肺内仍残留不能呼出的气量
21
（二）肺容量
是基本肺容积中两项或两项以上的组合气量。
1 深吸气量(IC,inspiratory capacity)：从平静呼气末做最大吸气使所能吸入的 气体量。(衡量肺最大通气潜力）=潮气量(TV)+补吸气量(IRV) 2 功能余气量(IC,inspiratory capacity)：平静呼气末尚存留于肺内的气体量。 (缓冲呼吸过程中肺泡气氧和二氧化碳分压的变化幅度）=补呼气量(ERV)+ 余气量(RV) 3 肺活量(VC,vital capacity)：尽力深吸气后，所能呼出的肺内气体总量。 (反 映每次通气最大能力，个体差异大）= 潮气量(TV)+补吸气量(IRV)+补呼气 量(ERV) 4 用力肺活量(FVC, forced vital capacity)：尽力深吸气后，尽力尽快呼气所呼 出的最大气体量。 5 用力呼气量(FEV, forced expiratory volume)或时间肺活量：在一次尽力吸气 后，尽力尽快呼气，在特定的时间段所呼出的气量。(反映肺活量和通气 速度, 是评价肺通气功能好的动态指标） 头三秒钟内所呼出的气量占肺活量的百分数,正常值为80%、96%、99%。 6 肺总量(TLC, total lung capacity)：肺最大扩张时所能容纳的最大气体量。 =肺活量(VC)+余气量(RV)
生理学 呼吸系统
吸气阻力 肺泡内液体内聚 稳定大小肺泡容积
弹性纤维：弹性回缩力
吸气阻力，呼气动力
分类
胸廓：双向弹性体：弹性回位力
顺应性：外力作用下，弹性体扩张的难易程度。
顺应性＝1/弹性阻力＝容积变化/压力变化 L/cmH2O 粘滞阻力
非弹性阻力 惯性阻力 气道阻力（最常见）
►影响因素：呼吸道口径：与气道r4呈反比 气流速度 气流形式：层流、湍流
在 组 织 氧 与 二 氧 化 碳 运 输 形 式
在 肺 脏 氧 与 二 氧 化 碳 运 输 形 式
第四节 呼吸运动的调节
一、呼吸中枢 中枢神经系统内产生和调节呼吸运动的神经细胞群。
（一）分布：大脑皮层、间脑、脑桥、延髓和脊髓。
1、脊髓：支配膈肌（颈段）、肋间肌和腹肌（胸段）的运动N元
2、低位脑干：脑桥＋延髓：呼吸节律发源地
►肺通气量
1）每分通气量：每分钟内吸入或呼出肺的气量。
＝潮气量×呼吸频率
通气贮量百分比=最大随意通气量－每分通气量 最大随意通气量
×100％
2）肺泡通气量：每分钟吸入肺泡的新鲜空气量，有 效通气量。＝（潮气量－无效腔气量）×频率
无效腔：从鼻到肺泡无气体交换功能的管腔。
解剖无效腔：鼻到终末细支气管 生理无效腔
CO2的运输
O2的运输
第四节 气体在血液中的运输
►运输形式：物理溶解（必需步骤） 化学结合（最为有效）
一、氧的运输 1、氧合：氧和血红蛋白的结合，无铁离子的电子转
移，可逆结合，不属于氧化，生理学称为氧合。
2、血氧饱和度：(氧含量/氧容量）×100％ 动脉：98％，静脉：75％
(一)物理溶解：(1.5%)
(2)N元网络学说：该学说认为，节律性呼吸依赖
2024年《生理学》呼吸
2024年《生理学》呼吸一、教学内容本节课的教学内容选自2024年版的《生理学》教材，主要涵盖呼吸系统的组成、呼吸过程、气体交换以及呼吸运动的调节等方面的知识。
具体内容包括：1. 呼吸系统的组成：包括呼吸道、肺泡和肺血管等；2. 呼吸过程：包括外呼吸和内呼吸；3. 气体交换：包括氧气和二氧化碳的交换；4. 呼吸运动的调节：包括中枢神经系统和周围神经系统的调节。
二、教学目标1. 了解呼吸系统的组成及功能；2. 掌握呼吸过程和气体交换的基本原理；3. 理解呼吸运动的调节机制。
三、教学难点与重点1. 教学难点：呼吸过程和气体交换的详细机制；2. 教学重点：呼吸系统的组成、呼吸运动的调节。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体教学课件、模型肺、呼吸机等；2. 学具：笔记本、彩色笔、教科书。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过观察患者的呼吸状况，引发学生对呼吸系统的兴趣；2. 教材讲解：引导学生了解呼吸系统的组成，通过多媒体课件展示呼吸过程和气体交换的详细机制；3. 模型演示：利用模型肺和呼吸机等教具，直观地展示呼吸运动的过程；4. 例题讲解：选取具有代表性的习题，分析并解答；5. 随堂练习：让学生即时巩固所学知识，并及时给予反馈；7. 作业布置：布置相关习题，加深对知识点的理解和运用。
六、板书设计1. 呼吸系统的组成；2. 呼吸过程和气体交换；3. 呼吸运动的调节。
七、作业设计1. 习题一：简述呼吸系统的组成及其功能；答案：呼吸系统由呼吸道、肺泡和肺血管等组成。
呼吸道负责气体进出，肺泡是气体交换的主要场所，肺血管为肺泡提供血液供应。
2. 习题二：阐述呼吸过程和气体交换的原理；答案：呼吸过程包括外呼吸和内呼吸。
外呼吸是指氧气进入肺泡，二氧化碳排出体外的过程；内呼吸是指组织细胞与血液之间的气体交换过程。
气体交换原理是基于分压差，氧气从高浓度向低浓度扩散，二氧化碳相反。
3. 习题三：分析呼吸运动的调节机制；答案：呼吸运动的调节主要通过中枢神经系统和周围神经系统进行。
生理学-第五章-呼吸系统
2.肾上腺皮物质激素促进表面活性物质产生.
新生儿肺透明膜病:呼吸窘迫综合征
（2）胸廓的弹性阻力
胸廓的弹性阻力则是由胸廓的弹性组织所形成
①胸廓处于自然位置时(肺容量≈67％)，不表
现有弹性回缩力；
②胸廓缩小时(肺容量＜67％)，胸廓的弹性回
缩力向外=吸气的动力，呼气的阻力；
基本原理:使肺内与外界大气压间产生压力差
前提条件:保持气道的通畅
方法:负压吸气式:压胸法
•
主要用于小孩
• 正压吸气式:口对口呼吸法，徒手心肺 复苏.
• 呼吸机:麻醉和重症监护
心肺复苏
呼吸机
3.胸内压
（1）概念: 胸内压是指胸膜腔内的压力。 （2）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:
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。
呼吸肌
收缩
舒张
扩张
胸廓 缩小
肺脏
扩张
缩小
肺内压＜大气压 肺内压＞大气压
吸气
呼气
1.呼吸运动 (1)型式:
按呼吸深度分:平静呼吸和用力呼吸； 按动作部位分:
混合呼吸:正常成人。 腹式呼吸:婴儿、胸膜炎、胸腔积液。 胸式呼吸:严重腹水、腹腔有巨大肿块、
肺总量（L）
来源： 肺的弹性阻力
肺弹性组织回缩力:1/3 肺泡表面张力:2/3
Ⅰ.肺泡表面张力
肺泡内的液-气界面，因界面层的液体分子 受力不均匀，表现的内聚力（表面张力）方向 是向中心的→使肺泡缩小。
根据Laplace定律: P(N/cm)＝—2T—r((N—c/mc—)m)————
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呼吸道（respiratory tracts）
• 上呼吸道：鼻、咽、喉 • 下呼吸道：包括气管、支气
管及分支直至呼吸性细支气 管。共分支23级，管壁的软 骨组织逐渐减少，平滑肌细 胞渐增，管壁内有粘膜和黏 液腺 • 平滑肌受神经和体液因素的 调节改变气道口径和阻力， 调整通气量
• 肺通气的动力 • 肺内压与胸内压的变化 • 肺通气的阻力
1. 肺通气的动力
driving force of pulmonary ventilation
• 直接动力是肺内压与大气 压之差
• 原动力则是呼吸肌的舒缩 • 呼吸肌的收缩和舒张造成
的胸廓的扩大与缩小称为
呼吸运动（respiratory
movement）
第三节. 呼吸气体的交换
gas exchange
• 气体交换包括肺换气（肺泡与血液之间） 和组织换气（血液与组织细胞之间），都 通过扩散方式实现
• 气体交换的原理 • 影响肺换气的因素
一. 气体交换的原理
principles of gas exchange
• 气体的分压
各种气体扩散的 方向取决于该气 体的分压差，而 某气体的分压与 它所占的容积百 分比成正比
膈肌是主要的吸气肌
2. 肺内压与胸内压的变化
intrapulmonary pressure and intrapleural pressure
2. 肺内压与胸内压的变化
intrapulmonary pressure and intrapleural pressure
• 平和呼吸的肺内压呈周期性变化，幅度 3-4mmHg，吸气时为负，呼气时为正
呼 吸 Chapter 10.
respiration
呼吸（respiration）
• 呼吸是机体与外界环境之间的 气体交换过程
• 意义：呼吸运动必须不停地进 行，才能保证新陈代谢的正常 进行和内环境稳定
呼吸过程由三环节构成
• 外呼吸 external respiration ➢ 肺通气 pulmonary ventilation ➢ 肺换气 gas exchange in lung • 气体在血液中的运输
Inspiration expiration
胸式呼吸 thoracic respiration 腹式呼吸 abdominal respiration
• 吸气为主动过程，吸气肌（膈肌和肋间外肌）收缩做功；平 静呼气为被动过程，不需吸气肌做功，但用力呼气时需呼气 肌（肋间内肌）做功；用力吸气时辅助吸气肌也参加收缩
transport of gas in the blood • 内呼吸 internal respiration ➢ 组织换气 tissue respiration ➢ 细胞呼吸 cellular respiration
第一节. 呼吸的功能结构
functional structure of respiration
• 肺泡表面活性物质－－ 液体层－－肺泡上皮层 －－间质－－毛细血管 基膜层－－内皮层
• 肺泡表面活性 物质具有降低 表面张力的作 用，防止肺泡 塌陷
吸气肌
胸廓（thorax）
胸廓由肋骨、胸骨、胸椎 构成骨架，附着的软组织 构成其四壁，底部由膈肌 封闭的弹性的中空结构
呼气肌
胸廓（thorax）
呼吸肌克服弹性和非弹性阻力完成肺通气 所做的功，反映呼吸耗能
二. 肺通气能力评价
evaluation of pulmonary ventilation
二. 肺通气能力评价
evaluation of pulmonary ventilation
• 肺容量（lung capacity）
潮气量0.4－0.5 补吸气量1.5－2.0 补呼气量0.9－1.2 余气量1.0－1.5 肺活量3.5/2.5 时间肺活量 肺总容量5.0/3.5
• 胸内压是胸膜腔内压，通常为负压，也 随着呼吸运动发生节律性变化，胸内负 压由肺的回缩力造成
• 胸内负压的生理意义： ➢ 维持肺泡的扩张状态，有利于肺通气； ➢ 降低CVP，有利于静脉回流。
3. 肺通气的阻力
resistances in pulmonary ventilation
• 胸壁和肺的弹性阻力，70％ • 气道阻力（非弹性阻力）,30％ • 呼吸功（. 气体交换的原理
principles of gas exchange
• 肺换气 （pulmonary exchange）
• 组织换气 （tissue exchange）
二. 影响肺换气的因素
factors influencing gas exchange
Lungs Anatomy
肺泡（alveoli）
• 肺的功能单位，单层上 皮细胞构成，上皮外是 丰富的毛细血管网，3 亿多肺泡，气体交换面 积达70m2
• 呼吸膜 • 肺泡表面活性物质
呼吸膜（respiratory membrane）
• 肺部气体交换所经历的 肺泡毛细血管膜，电镜 下有六层结构，总厚度 不到1微米，通透性大
• 肺的节律性扩 张是由胸廓的 节律性舒缩活 动引起的
第二节. 肺通气
pulmonary ventilation
• 肺通气是肺与外界环境之间的气体交换过程， 维持肺泡内高浓度O2和低浓度CO2环境
• 肺通气的原理 • 肺通气能力评价
一. 肺通气的原理
principles of pulmonary ventilation
二. 肺通气能力评价
evaluation of pulmonary ventilation
• 肺通气量（ventilation volume）
➢ 每分通气量＝潮气量×呼吸频率（6.0-7.5L/min） 每分最大通气量可达100L/min
➢ 每分肺泡通气量 解剖无效腔（anatomic dead space）与肺泡无效腔合称 生理无效腔（physiological dead space） 每分肺泡通气量=（潮气量－解剖无效腔）×呼吸频率， 约为肺通气量的70％，深慢呼吸时增加