扬州大学动物生理学辅导--04 呼吸
2024版动物生理学呼吸生理PPT课件
肺通气
空气通过呼吸道进入肺泡的过程，包括肺通气 动力和肺通气阻力两个方面。
气体交换
在肺泡与血液之间、血液与组织细胞之间进行 氧气和二氧化碳的交换。
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5
呼吸调节与控制
化学感受器
位于颈动脉体和主动脉体，对血 液中氧、二氧化碳和氢离子浓度 变化敏感，参与呼吸调节。
体液调节
血液中的化学物质如二氧化碳、 氢离子等可通过体液途径影响呼 吸中枢，从而调节呼吸运动。
3 血红蛋白增多
高原环境下，机体通过增加血红蛋白含量来提高血液携氧 能力。
4 心肺功能增强
长期生活在高原地区的人和动物，心肺功能会逐渐增强， 以适应低氧环境。
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水下环境下呼吸生理变化及适应
01
呼吸器官改变
水下生物如鱼类通过鳃呼吸， 而哺乳动物如鲸类和海豚类则 通过肺部呼吸，但它们的呼吸 器官已经发生适应性改变，可 以在水下进行气体交换。
肺功能检测
通过特定的肺功能检测设备，测 定动物的肺活量、呼吸道阻力等 指标，以评估肺部健康状况和呼 吸功能。
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动物模型在呼吸生理研究中的应用
急性呼吸窘迫综合征（ARDS）模型
通过模拟ARDS病理过程，研究其发病机制和治疗策略。
慢性阻塞性肺疾病（COPD）模型
利用动物模型模拟COPD病程，探究其病理生理变化和潜在治疗方法。
通气/血流比值
气体扩散系数与气体的分子量和温度有关。分 子量小、温度高的气体扩散系数大，有利于气
体交换。
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气体扩散系数
通气/血流比值是指每分钟肺泡通气量与每分钟 肺血流量的比值。正常成年人安静时约为0.84。 通气/血流比值增大或减小都不利于气体交换。
动物生理学呼吸生理课件
（二）肺泡
肺泡是肺内气体交 换的主要部位。成 人约有3～4亿个肺
泡，总面积100m2
呼吸膜
指隔在肺泡气与肺毛细血管血液之间的极薄的 膜性结构，构成了肺泡气与血液之间进行气体交 换的气-血屏障。
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表面张力
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横切，呼吸节律无明显变化 横切，呼吸变深变慢 切断，长吸式呼吸 横切，喘吸
横切，呼吸运动停止
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➢低位脑干：脑桥和延髓 三级呼吸中枢学说，即在延髓内有喘息中枢，产生最基本 的呼吸节律；脑桥下部有能兴奋吸气的长吸中枢；脑桥 上部有抑制吸气的中枢，称呼吸调整中枢。 呼吸神经元的分布：
浅而快的呼吸
肺每分通气量 250ml×32＝8L 肺泡通气量 (250ml－150ml)×32＝3.2L
深而慢的呼吸
肺每分通气量 1000ml×8＝8L 肺泡通气量 (1000ml－150ml)×8＝6.8L
动物生理学呼吸生理课件
动物生理学呼吸生理课件
成因:
肺内压 (大 气 压)
肺回缩力 (肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力)
① (平静)呼气时，膈肌、肋间外肌舒张→胸廓缩小→ 肺容积减小→肺内压增加（＞大气压）→气体排出肺 →完成呼气。 ② 用力呼气时，呼气肌才发生收缩→胸廓进一步缩小 →肺内压进一步增加→更多气体排出肺。
呼吸运动的形式：
胸式呼吸：主要由肋间外肌舒缩使肋骨和胸骨运 动而产生的呼吸运动，表现为胸部起伏明显；
第六章 呼 吸 生 理
（ respiration）: 机 体 与 外 界 环 境之间的这种气体交换过程称 为
呼吸过程的三个环节:
动物生理学第4章 呼吸
结合的CO2
红细胞
溶解的CO2
血浆
CO2
（一）O2的运输
物理溶解:1.5% 化学结合:98.5%
1、化学结合
1）结合形式
PO2
O2＋Hb
PO2
HbO2
氧合血红蛋白（HbO2）
1分子 Hb 可结合 4 分子 O2
2）Hb与O2结合特征
血红素Fe 2+与珠蛋白组氨酸结合后，作用点才起作用
1分子 Hb 可结合 4 分子 O2
人体在超过6400米的高处不得 不依靠辅助设备。 珠峰最高达8840米。
四、 呼吸运动的调节 （一）神经调节
1、 呼吸中枢
高位脑桥
1）脊髓
低位脑桥
脊髓
2）延髓
产生呼吸节律
（1）背侧呼吸组
（2）腹侧呼吸组
3）脑桥
中脑
呼吸调整中枢
脑桥 呼吸调整中枢
延髓 呼吸节律
（二）化学因素对呼吸的调节
1、化学感受器 1）外周化学感受器
胸廓扩大
吸气 胸廓缩小 呼气
肺扩张
肺内压<大气压 肺缩小 肺内压>大气压
1、呼吸运动
呼吸肌收缩、舒张所 造成的胸廓扩大和缩小。
膈 吸气肌：膈肌、肋间外肌 呼气肌：肋间内肌、 腹壁肌
膈在呼吸中的位置
呼吸运动 平静呼吸时：吸气运动主要由隔肌、 肋间外肌收缩主 吸气 动来完成， 是主动的
呼气 呼气由隔肌、 肋间外肌的舒张完成， 是被动的。
主动呼吸时：肋间内肌、腹肌进一步收缩推动肋骨、 胸骨、隔移动，呼气也是主动的。
2、肺内压
肺内压是指肺泡内的压力。
吸气初：肺内压 < 大气压 吸气末：肺内压 = 大气压 呼气初：肺内压 > 大气压 呼气末：肺内压 = 大气压 吸气开始 吸气停止 呼气开始 呼气停止
动物生理学课件第十章呼吸
2、氨基酰血红蛋白：少部分CO2与Hb的自由氨基结合形成~。
在组织
HbNH2O2 + CO2
在肺
Hb •NHCOO- + O2 + H+
该反应不需酶的催化，而且CO2与Hb的结合松散，因而迅速、 可逆。 3、CO2的解离曲线 血液CO2含量随PCO2上升而增加，呈线性关系、无饱和点。 因此CO2 的解离曲线的纵坐标用血中CO2含量表示（图）。 O2与Hb结合可促进CO2释放，这一现象称为何尔登效应 （Haldane effect）。原因是Hb与O2结合后，与CO2的亲和力 下降，使结合于Hb的CO2释放。因此，在组织中静脉血能携 带较多的CO2 ，而在肺部血液PO2升高则释放CO2 。
（图） （图8-9）
1、胸膜腔内负压 正常情况下，胸膜腔内的压力低于大气压，故称胸膜内负压。 平静呼气末胸膜腔内压为-5 ~ -3 mmHg，吸气末约为-10 ~ -5 mmHg •负压产生的原因 •胸内负压＝大气压－肺的回缩力 •负压作用：维持肺的扩张，有利于静脉血的回流 •气胸
2、肺通气的动力
氧离曲线影响因素
1）pH和二氧化碳分压 （图）
• pH值降低或PCO2 ↑，血红蛋白对氧亲和力降低，曲线右移； • pH值升高或PCO2 ↓，血红蛋白对氧亲和力增加，曲线左移； 波尔效应（Bohr effect）：酸度对氧—Hb离解曲线的影响。 机制：H+或CO2增加能使去氧Hb的分子构型稳定，从而降低了对O2的 亲和力。 • 在组织内，血液二氧化碳分压较高，pH值较低，有利于氧的释放。 • 正常肺内CO2 分压较低、pH值较高，有利于血红蛋白与氧结合；
呼吸肌的收缩和舒张→胸廓的扩大和缩小→肺的张缩→肺容 积的变化→大气与肺泡之间的压力差→气体进出肺
动物生理学整理【中】
第四章呼吸归纳4.1.1生理学中的呼吸的全过程(见图4-1)4.1.2 肺通气1.肺痛气动力由呼吸肌的舒缩活动引起胸廓的扩大和缩小而造成的大气与肺泡之间的压力差，是肺通气的原动力2.呼吸运动3.胸内压胸内压=肺内压（大气压）—肺回缩力吸气末和呼气末肺内压等于大气压,设为0时则：胸内压= —肺弹性回缩力4.胸（膜腔）内负压形成的原理和意义5.胸膜腔内压测定的方法6.影响肺通气的阻力7.肺表面张力和肺泡表面活性物质8.肺容量肺总量=肺活量+余气量=深吸气量+功能余气量=补吸气量+潮气量+补呼气量+余气量肺活量=补吸气量+潮气量+补呼气量深吸气量=补吸气量+潮气量功能余气量=补呼气量+余气量4.1.3 鱼类的鳃通气1.通气活动的完成①由口腔、鳃部肌肉的舒缩运动的协同作用和瓣膜的阻碍作用完成。
②水流入口腔和流出鳃孔是间断的，而流经鳃瓣（鳃小片）却是联续的。
③高速运动的鱼类采用冲压式呼吸。
2.鳃具有在水中进行气体交换的结构特征：①鳃小片是一粘膜褶，有广阔的气体交换面积。
但仍比哺乳动物小，这样可限制鳃上的水和离子的交换.②鳃小片上水流的方向与血流的方向相反,③通过鳃小片的水流量是血流量的10倍,鳃小片是一粘膜褶. ④有广阔的气体交换面积，4.1.4 气体交换影响肺内气体交换的因素4.1.5 气体在血液存在的方式与运输途径4.1.6 氧的运输1.氧合作用定义：特点：（1）是疏松的，可逆的;（2）铁始终保持二价;（3）不需任何酶参与;（4）该反应只有Hb存在于红细胞中才能发生;（5）正常情况下1克Hb能携带1.34～1.36mlO2.2.氧离曲线：表示氧分压与氧饱和度之间关系的曲线,呈“S”型曲线。
氧容量：每100ml血液中血红蛋白能结合氧的最大量称为的氧容量。
氧含量: 每100ml血液中Hb实际结合的量称为的氧含量。
氧饱和度: Hb氧含量占Hb氧容量的百分率称为Hb氧饱和度。
氧容量：每100ml血液中血红蛋白能结合氧的最大量称为的氧容量。
动物生理学第四章呼吸系统
目 录
• 呼吸系统概述 • 呼吸器官的结构与功能 • 肺通气原理及过程 • 气体交换原理及过程 • 呼吸运动的调节机制 • 临床常见的呼吸系统疾病及其生理机制
01
呼吸系统概述
呼吸系统的组成与功能
呼吸道
包括鼻腔、咽、喉、气 管和支气管，具有通气 、过滤、加温和湿润空
气的功能。
调节酸碱平衡
通过调节呼吸频率和深度，呼吸系统可维持血液pH值的相对稳定 ，保证机体酸碱平衡。
参与免疫防御
呼吸道黏膜具有屏障作用，可阻挡病原体和有害物质进入肺部，同时 呼吸道内的免疫细胞和分泌物具有抗菌、抗病毒等作用。
呼吸系统的研究方法
形态学研究
生理学研究
通过观察和研究呼吸系统的组织结构、形 态特征和发育过程，揭示其生理功能的物 质基础。
影响气体交换的因素及其调节
01
呼吸运动
呼吸运动是影响气体交换的重 要因素之一。呼吸运动的频率 、深度和节律都会直接影响气 体交换的效果。
02
肺的通气与血流
肺的通气与血流是影响气体交 换的另外两个重要因素。通气 不足或血流减少都会导致气体 交换障碍，从而影响组织细胞 的代谢和功能。
03
气体分压和溶解度 04
03
肺通气原理及过程
肺通气的动力与阻力
肺通气的动力
呼吸肌的收缩和舒张所引起的胸廓节律性扩大和缩小，即呼吸运动，是实现肺通 气的原动力。呼吸运动包括吸气运动和呼气运动两个过程，前者引起胸廓扩大， 后者使胸廓缩小。
肺通气的阻力
肺的通气阻力有两种，一种是弹性阻力（占约70%），包括肺的弹性阻力和胸廓 的弹性阻力，其中肺的弹性阻力占主导地位；另一种是非弹性阻力（占约30%） ，包括气道阻力、惯性阻力和组织的粘滞阻力，其中又以气道阻力为主。
5动物生理学呼吸
1.外呼吸：肺通气，肺换气2.血液中气体运输3.内呼吸：组织换气，细胞内氧化代谢肺通气：肺与外界环境之间的气体交换过程，即外界环境中的O2肺中、肺中CO2排出体外的过程呼吸器官：1.呼吸道：上呼吸道（鼻、咽、喉），下呼吸道（气管、支气管、终末细支气管）2.肺（呼吸性小支气管、肺泡管、肺泡囊、肺泡）呼吸道黏膜的作用：1.丰富的毛细血管网，分泌粘液，加温和湿润吸入的空气，黏着尘粒等异物，通过纤毛运动将异物推至咽喉部咳出或吞咽2.感受刺激性或有害气体/异物的刺激，引起咳嗽喷嚏等保护性反射排除3.巨噬细胞（呼吸性细支气管、肺泡管、肺泡）吞噬异物颗粒或细菌；免疫球蛋白（粘膜分泌物）防止感染和维持粘膜完整性肺泡的结构：扁平上皮细胞（Ⅰ型细胞）分泌上皮细胞（Ⅱ型细胞）呼吸膜的组成与结构：1.肺表面活性物质：肺泡壁Ⅱ型细胞合成分泌的脂蛋白（二棕榈酰卵磷脂[DPPC]）①动态地稳定肺泡容量，防止因吸（呼）气使肺容量过大（小）②保持肺内相对“干燥”的环境2.液体分子3.肺泡上皮细胞4.间隙5.毛细血管基膜6.毛细血管内皮细胞呼吸型：——有助于疾病诊断1.胸式呼吸：肋间外肌。
胸部起伏明显2.腹式呼吸：膈肌。
腹部起伏明显3.胸腹式呼吸：（大多健康哺乳动物）呼吸音：呼吸运动时气体通过呼吸道和出入肺泡时摩擦产生的声音意义：在胸廓表面或颈部气管附近听取呼吸音，提供诊断材料肺内压：肺或肺泡内的压力（取决与呼吸的缓急、深浅和呼吸道压力，决定肺通气量的多少胸内压/胸膜腔内压：胸膜腔内的压力（低于大气压的负压）——：①保持肺泡膨隆状态②作用心脏和腔静脉，促进静脉血和淋巴液的回流和右心的充盈③作用食管，利于呕吐和反刍时胃内容物的逆呕胸内压=肺内压-肺回缩力胸内压=大气压-肺回缩力（吸、呼气末）肺通气的阻力：弹性阻力（70%）：肺弹性回缩力，胸廓的弹性回缩力非弹性阻力：气道阻力（摩擦阻力），惯性阻力（呼吸时气管的移位）—因素：呼吸运动速度、深度、呼吸道管径#顺应性：在外力作用下弹性组织的可扩张性用单位压力变化引起的容积变化表示：C=△V/△P。
动物生理学呼吸课件
动物生理学呼吸课件摘要：本文档旨在介绍动物生理学中的呼吸系统，包括呼吸的基本原理、呼吸器官的结构与功能、呼吸过程的调节以及呼吸功能的评估。
通过对呼吸系统的深入理解，有助于我们更好地认识动物的生命活动，为相关研究和实践提供理论支持。
一、引言动物生理学是研究生物体生命现象及其功能活动规律的学科，呼吸系统作为动物生理学的重要组成部分，负责气体交换，为生物体提供氧气并排出二氧化碳。
本文将详细介绍动物生理学中的呼吸系统，以帮助读者更好地理解呼吸过程及其生理机制。
二、呼吸的基本原理1.气体交换：呼吸系统的主要功能是实现气体交换，即氧气从外界环境进入生物体，二氧化碳从生物体排出到外界环境。
气体交换依赖于气体的分压差，即氧气从高浓度区域向低浓度区域扩散，二氧化碳则相反。
2.呼吸运动：动物通过呼吸运动实现气体的吸入和排出。
呼吸运动包括吸气和呼气两个过程，主要由呼吸肌（如膈肌和肋间肌）的收缩和舒张驱动。
3.呼吸频率：呼吸频率是指单位时间内呼吸周期的次数。
不同动物的呼吸频率有所差异，受到多种因素的影响，如年龄、性别、体温、生理状态等。
三、呼吸器官的结构与功能1.呼吸道：呼吸道是气体进出的通道，包括鼻腔、咽、喉、气管、支气管等。
呼吸道具有清洁、湿润、温暖和过滤空气的作用。
2.肺：肺是呼吸系统的主要器官，负责气体交换。
肺泡是气体交换的基本单位，具有丰富的毛细血管网，有利于氧气和二氧化碳的扩散。
3.胸膜腔：胸膜腔是肺和胸壁之间的潜在空间，内含少量浆液，可减少呼吸过程中的摩擦。
四、呼吸过程的调节1.化学调节：动物体内氧气和二氧化碳的浓度变化会影响呼吸中枢的活动。
当氧气浓度降低或二氧化碳浓度升高时，呼吸中枢兴奋，呼吸加深加快；反之，呼吸变浅变慢。
2.神经调节：神经系统通过神经纤维和神经递质调节呼吸肌的活动。
例如，交感神经和副交感神经对呼吸频率和深度具有调节作用。
3.体液调节：体液中的激素和离子浓度变化也会影响呼吸过程。
如，肾上腺素、抗利尿激素等激素可调节呼吸频率和深度。
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2、肺容量与肺通气量 (1) 肺容量
(2) 肺通气量 每分通气量：潮气量×呼吸频率 无效腔和肺泡通气量 生理无效腔（解剖无效腔、肺泡无效腔） 肺泡通气量（潮气量－无效腔气量）×呼吸频率
（二）肺换气与组织换气
（二）肺换气与组织换气
(1) 肺换气 动力、原理 影响肺换气的因素 呼吸膜 组成 面积 厚度
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（四）呼吸运动的调节
1、神经调节 呼吸中枢 呼吸运动的反射性调节 1、肺牵张反射 肺扩张反射 肺缩小反射 2、呼吸肌本体感受性反射 肌梭 3、防御性呼吸反射 咳嗽反射、喷嚏反射
2、化学因素的调节
2、化学因素的调节
化学感受器（外周、中枢-对H+敏感） 二氧化碳对呼吸运动的调节：主要是通过中枢化
学感受器 氢离子浓度对呼吸的影响：主要是通过外周化学
氧离曲线及其特点
(1) 上段曲线较平坦 (2) 氧离曲线的中段曲线
较陡 (3) 氧离曲线的下段是最
陡部分
氧离曲线位移及其影响因素
氧离曲线位移：右移、左移（Hb对O2亲和力变化） 影响氧离曲线位移的因素
(1) pH和Pco2的影响 波尔效应(Bohr effect) ：CO2浓度的增加使细胞内的pH
通气/血流比值VA/Q 大—肺泡无效腔加大 小—动-静脉短路
(2) 组织换气
（三）气体在血液中的运输
运输形式：物理溶解、化学结合 1、氧的运输 Hb与O2结合的特征： HbO2 ⑴ 反应快、可逆、不需酶催化； ⑵ 氧合； ⑶ 只有血红素与珠蛋白结合时，才能运输氧； ⑷ 1分子Hb可与4个O2结合，Hb与O2的结合存在变 构效应，Hb氧离曲线呈S形。 相关概念：氧容量、氧含量、氧饱和度
五、 呼 吸
呼吸的概念与环节
（一）肺 通 气
1、肺通气的原理
(1) 肺通气动力：呼吸收缩（运动） 吸气运动、呼气运动
呼吸运动的类型、生理意义 胸内压：形成原理（肺内压-肺回缩力）、生理意义
(2)肺通气阻力 弹性阻力、顺应性（C=ΔV/ΔP）
表面张力、肺泡表面活性物质（来源、成分、作用） 非弹性阻力：
降低，引起红细胞内血红蛋白对氧亲和力下降的现象。 (2) 温度的影响 (3) 2，3-二磷酸甘油酸(2,3-DPG)
2、二氧化碳的运输
物理溶解、化学结合 碳酸氢盐形式 氨基甲酸血红蛋白形式 (HbNHCOOH）
CO2＋H2O =H2CO3=HCO3-＋H+ Cl-转移 Hb.NH2+CO2 = Hb.NHCOOH=Hb.NHCOO-＋H+
感受器 缺氧对呼吸的影响：主要是通过外周化学感受器
（五）实验
1、呼吸运动的调节 2、胸内压测定