第五章 呼吸用(动物生理学 新版)

在组织活动加强时， PO2可降至15mmHg.在这段
PO2稍下降， HbO2就可大大下降， HbO2进一
步解离，氧含量仅为4.4ml,这样100ml能供应 组织15ml O2是安静时3 倍。
静脉
(at rest)
动脉
3> 氧离曲线的位移及其影响因素 Hb对氧的亲和力：血氧饱和度为50％时的PO2，用
血浆溶解的CO2 扩散入红细胞中以这两种形式 存在。
1 以碳酸氢盐形式运输
（1）CO2来源：依分压差透过细胞膜及毛细血管壁进 入血液中。
在血浆中
特点：可逆、反应方向决定PCO2 ；由于碳酸酐
酶（CA）少，反应速度慢。
（2）大部分CO2在PCO2作用下进入红细胞，红细胞中
含有大量CA，使反应较血浆中快50.00 倍，H2CO3迅 速解离为H++HCO3-
五、肺通气量
1、每分通气量：每分钟吸入或呼出的肺内气体 的总量。
每分通气量=潮气量×呼吸频率 2、肺泡通气量=（潮气量-无效腔量） ×呼吸频率
解剖无效腔（上呼吸道至呼吸性细支气管） 生理无效腔 肺泡无效腔
深而慢的呼吸比浅而快的呼吸肺通气效率高：
第二节 肺换气和组织换气
回顾肺换气和组织换气的含义
吸气肌：膈肌和肋间外肌
呼吸肌 呼气肌：肋间内肌和腹肌
辅助吸气肌：斜角肌、胸锁乳突肌等 平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的。 用力呼气时，呼气才是主动。
3 呼吸方式
腹式呼吸 胸式呼吸 胸腹式呼吸
（二） 肺内压 推动气体进出肺的直接动力
概念：肺或肺泡内的压力
吸气初：肺内压<大气压 吸气末 呼气初：肺内压>大气压 呼气末
意义：促进肺毛细血管血液的氧合；利于组 织血液中氧的释放
② 温度（升高，曲线右移） ③ 2,3-DPG
能与Hb结合，降低Hb对氧的亲和力，曲线右 移 ④ Hb自身性质的影响 当Fe2+ Fe3+ 失去运氧，
曲线右移
二、二氧化碳的运输
两种形式运输，其中化学结合占95％（以碳酸氢盐形 式占88％，氨基甲酸血红蛋白形式占7％）
a. 动静脉血间的O2分压差远大于CO2的分压差 b.CO2的扩散较O2快（20.5倍） c.血液缺O2和CO2的滞留可刺激呼吸，增加的
排出但无助于的摄入
2>影响组织换气的因素 ① 组织代谢水平 ② 血流量
第四节 气体在血液中的运输
气体运输是指循环血液对O2和CO2的运输，是实现气
体交换的重要环节。 物理溶解 O2占总运输量的1.5%
第一节 肺通气
实现肺通气的结构基础包括：呼吸道、肺 泡、胸廓、膈、呼吸肌、胸膜腔
呼吸道 气体通道 肺泡 肺换气的主要场所 胸廓、膈 肺通气的动力
一、呼吸道的组成及功能
1 组成 上呼吸道：鼻、咽、喉 下呼吸道 ：气管、支气管及分支
2 功能 1>保护功能 净化、温湿气体 2>调节气道阻力
呼吸道平滑肌舒缩，引起气管管径变化， 影响气流阻力
气体交换原理：
气体分子不停地进行着无定向的运动，其结 果是气体分子从高分压向低分压扩散。
一、气体交换的动力--分压差
影响气体扩散速率的因素 1.气体分压差 2.气体的分子量和溶解度 3.扩散面积和距离 4.温度
二、气体交换过程
1 血液与肺泡间的气体交换（肺换气）
呼吸膜－－肺交换的组织结构（6层<1um） ①含表面活性物质的液体分子层 ②肺泡上皮细胞 ③肺泡上皮基膜 ④间质 ⑤毛细血管基膜 ⑥毛细血管内皮细胞
呼吸系统结构模式图 呼吸单位：呼吸性小支气管、肺泡管、气囊、肺泡
二、肺通气的动力
呼吸运动是肺通气的原动力。通过呼吸运动改变 肺内压，使之与外界大气压间出现压差，推动 气体进/出肺。
肺内压是肺通气的直接动力。
（一） 呼吸运动
1 概念：呼吸肌收缩舒张引起的胸廓扩大和缩小 称为～。
2 分类 吸气运动 呼气运动
肺内压=大气压
（三） 胸内压
1 概念：胸膜腔内的压力叫～。 2 胸膜腔的形成：胸膜脏层和壁层间潜在的
密闭腔隙。 腔内有少量的浆液，无气体。
浆液的作用： 1>起润滑作用 2>浆液分子内聚力使两层胸
膜贴附在一起，不易分开
3 胸内压的形成：
A、胸膜腔为密闭的腔隙。 B、胸膜腔脏层压力间接形成
胸膜腔内压 =肺内压-肺回缩力 = -肺回缩力
上段:PO2在60~100mmHg 平坦，表明PO2的变化对
氧饱和度影响不大
例 PO2为100mmHg，HbO2饱和度为97.4%（动脉血 PO2）
PO2为150mmHg，HbO2饱和度为100%，上升
2.6%
因此，即使吸入气的PO2有所下降，如在高原、高空， 但只要PO2不低于60mmHg，Hb氧饱和度仍能保持 在90%以上。这样血液仍可携带足够量的氧，不致 于发生机体缺氧。
O2 +紧密型 疏松型 (T型) (R型)
一个亚单位与O2结合后其他亚单 位易与O2结合。反之，一个亚 单位与O2解离，其他亚单位更 易释放O2 。
紫绀：因缺氧造成。当皮肤或粘膜表层毛细 血管中HHb含量增加到较高水平时，皮肤或 粘膜会出现青紫色，称～。
2> 氧离曲线及其生理意义
氧离曲线：以氧分压为横坐标，氧饱和度为 纵坐标，绘制出氧分压对Hb结合 氧量的函数曲线
（回缩力）P＝
2×T(表面张力) r（液泡半径）
肺表面活性物质
A、成分：二棕榈酰卵磷脂（DPPC）。 B、作用：降低肺泡液-气界面的表面张力。 C、生理意义 维持肺泡的稳定性；（防止肺气肿） 减少肺间质和肺泡内的组织液生成，防止肺水肿； 减小肺回缩力，增大肺顺应性。
胸廓的弹性阻力： 来自于胸廓的弹性回缩力。其方向视胸 廓的位置而定（胸廓的自然位置的肺容 量，相当于肺总量的67%）。
（二）非弹性阻力 气道阻力、惯性阻力、粘滞阻力
（气道阻力是主要成分，约占80-90%）
影响气道阻力的因素：
1）流速 3）气道口径
2）气流形式
四、肺容积与肺容量
（一）肺容积：
（1）潮气量 （3）补呼气量
（二）肺容量
（2）补吸气量 （4）余气量
（1）深吸气量 （3）肺活量
（2）功能余气量 （4）肺总量
中段: PO2在60~40mmHg 陡直， HbO2释放O2
PO2 40mmHg，相当于混合静脉血中PO2 ，此时Hb氧 饱和度约为75%。血氧含量14.4ml /100ml ,(而动脉
血PO2 100mmHg,氧含量19.4ml /100ml ),即100ml血 液流过组织时释放5ml O2.
下段: <40mmHg 更陡，说明当稍有变化，就会导致 血氧饱和度大的变化，有利于O2的释放
（1）脊髓 初级呼吸中枢，是联系脑和呼吸 肌的中继站。
（2）延髓 产生节律性呼吸的基本中枢。存 在吸气和呼气的神经元
6 气胸 刺破胸膜腔就会造成气胸。
三 肺通气的阻力
肺组织本身的弹性回缩力 1/3
肺弹性阻力
弹性阻力
肺泡内气-液界面的表面张力 2/3
70％ 胸廓的弹性阻力
气道阻力(为主) 80－90％
非弹性阻力
30％ 粘滞阻力等
（一）弹性阻力和顺应性
弹性阻力：弹性组织在外力作用下变形时，有
1 概念 （R） 对抗变形和弹性回位的倾向。用顺
2 血液与组织间的气体交换
3 影响气体交换的因素
1>影响肺部气体交换因素
①呼吸膜的厚度、通透性、表面积
②换气肺泡的数量
每分钟肺泡通气量VA
③通气/血流比值(
)
每分钟血流 Q
A.比值=0.84 气体交换充分
B.比值>0.84 肺泡无效腔增大
C.比值<0.84 功能性动静脉短路
比值的异常会导致血液缺O2和CO2的滞留， 但主要是缺O2，原因：
（条件：在吸气末或呼气末，肺内压=大气压， 若大气压=0）
无论吸气还是呼气压力均为负，又叫胸内负压。
4 胸内压的测定 呼气时,绝对值减小；吸气时,绝对值增
大。
5 胸膜腔负压的生理意义：
A、保证和维持肺的扩张状态。 B、促进静脉血和淋巴的回流。作用
于胸腔内壁薄而扩张性大的腔静 脉和胸导管。 C、有利于呕吐和逆呕
运输形式 （很少） CO2占总运输量的5-6% 化学结合 O2占总运输量的98.5% CO2占总运输量的94-95%
一、氧的运输
1 物理溶解形式的运输 2 化学结合形式的运输－－氧合血红蛋白
(HbO2)
Hb氧容量:100ml血液中Hb所能结合氧的最大量 Hb氧含量：100ml血液中Hb实际结合氧的量 Hb氧饱和度： Hb氧含量占Hb氧容量的百分数 当物理溶解忽略时，三个名词变为：血氧容量、血 氧含量和血氧饱和度
（3）由于红细胞膜上负离子易于通过，所以HCO3- 依 浓度差扩散进入血浆，还有一部分HCO3+K+→KHCO3。H+被脱氧血红蛋白所缓冲：
（4）氯转移：HCO3-大部分扩散入血浆，使红细胞内负 离子减少小于血浆中，血浆中最多负离子Cl-依电位差 向→红细胞,称氯转移。
有利于HCO3-移入血浆，上述反应继续，
压力与肺容量之间的关系的变化可用压力－容量曲线表
示。 肺
容 积 变 化
升
()
跨肺压(cmH2O) 肺静态顺应性曲线
（2）肺及胸廓弹性阻力
肺弹性阻力 肺组织本身的弹性回缩力 1/3
（图示见后）
（弹性组织、胶原纤维对抗肺扩张，受牵 拉而回缩的力量）
肺泡表面张力 2/3
（肺泡内表面液体分子层与肺泡内气体形 成液-气界面，液体层分子间相互吸引形 成表面张力，该力使肺泡趋于缩小）
应性来度量。