最新讲义第五章呼吸生理学
(生理学课件)第五章呼吸
0.31
CO2 2.53
动脉血
化学结合 20.0
46.4
混合静脉血 合计 物理溶解 化学溶解 合计
20.31 0.11
15.2
15.31
48.93 2.91
50.0
52.91
二、氧的运输
(一)物理溶解：(1.5%) (二)化学结合:(98.5%)
肺通气量 肺泡通气量
（ml/min） （ml/min）
8000
5600
8
1000
8000
6800
32
250
8000
3200
• 意义：浅快呼吸对气体交换不利
（三）呼吸功
1、概念：在呼吸过程中，呼吸肌为克服弹性 阻力和非弹性阻力而实现肺通气所作的功。
2、计算：单位时间内的压力变化·容积的变 化，单位：J
3、呼吸耗能占全身总耗能的3%-5%
复习思考题
1.胸膜腔负压是如何形成的？有什么生理意 义？
2.什么叫肺泡表面张力？肺泡表面活性物质 有什么生理意义？
3. 无效腔对肺泡通气量有何影响？
第二节 气 体 交 换
一、气体交换的原理 （扩散原理） 动力：膜两侧的气体分压差决定扩散方向。
速率： 扩散速率（D）：单位时间内气体扩散容积
— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— ————— O2 32 21.4 13.9 13.3 5.3 1 CO2 44 515.0 5.3 5.3 6.1 2 ————————————————————— ——————————————————
支气管扩张 肺A部分梗塞
解剖无效腔↑ 肺泡无效腔↑
解剖无效腔 150
生理学课件：第五章 呼吸(Respiration)1
38
2.肺泡通ห้องสมุดไป่ตู้量
无效腔
解剖无效腔： anatomical dead space
上呼吸道至呼吸性 细支气管以前的呼 吸道（150 ml)
39
2.肺泡通气量
肺泡无效腔：未能发生气体交换的部分肺泡容量 生理无效腔：肺泡无效腔＋解剖无效腔
肺泡通气量（alveolar ventilation） =（潮气量－无效腔）× 呼吸频率 是真正进行有效气体交换的通气量
9
3. 胸（膜腔）内压 （ intralpleural pressure）
胸膜腔：潜在、 密闭、无气体、 少量浆液的腔隙
概念：胸膜腔内的压力 浆液分子的内聚力
测定： 直接法：检压计直接读 间接法：测量胸腔食管内压
10
intralpleural pressure
正常值：
平静呼气末：- 5 ～ -3 mmHg 平静吸气末：-10 ～ -5 mmHg
比顺应性﹦平静呼吸顺应性(L/cmH2 O)
肺容量［功能余气量(L)］
18
肺的弹性阻力和顺应性
肺顺应性曲线： 离体时，向肺内充气(或充液)，记录相应的 充气压和肺容积，绘制容积-压力曲线 逐渐放气（或抽液），得到另一条曲线 充气与充液的顺应性大小？
19
肺充气与充液的顺应性大小？
20
在充气时，肺泡内表面出现液气界面，产生肺泡表面张力：收 缩液体表面积使其达到最小的力
胸膜腔容积趋于扩大，内压便降低而低于大气 压，即形成负压
婴儿由于胸廓和肺的容积差小，故胸腔负压很小 13
胸膜腔内压形成机制
两种力量作用于胸膜腔：
肺内压
肺弹性内向回位力
迫使脏层胸膜外移使肺扩张 迫使脏层胸膜回位
《生理学》第五章呼吸
《生理学》第五章呼吸呼吸，这一我们习以为常的生命活动，却蕴含着极其复杂而精妙的生理机制。
从我们每一次不经意的吸气到呼气，身体内部都在进行着一系列有条不紊的运作。
呼吸的过程，简单来说，就是气体在我们体内进出的过程，但这个看似简单的过程实际上包含了多个环节。
首先是肺通气，这是呼吸的第一步。
当我们吸气时，肋间外肌和膈肌收缩。
肋间外肌的收缩会使得肋骨向上向外移动，从而增大胸廓的前后径和左右径；膈肌的收缩则会使其顶部下降，增加胸廓的上下径。
这样一来，胸廓的容积就增大了，导致肺内的压力低于大气压，外界的空气便顺着压力差被吸入肺内。
而当我们呼气时，情况则相反，肋间外肌和膈肌舒张，胸廓容积缩小，肺内压力高于大气压，肺内的气体被排出。
接下来是肺换气。
吸入的空气到达肺泡后，并不是直接就进入血液被运输到全身各处了。
在肺泡和肺毛细血管之间，需要进行气体交换。
肺泡内的氧气浓度高，而肺毛细血管内的氧气浓度低；同时，肺毛细血管内的二氧化碳浓度高，肺泡内的二氧化碳浓度低。
这样，在浓度差的驱动下，氧气从肺泡扩散进入血液，二氧化碳则从血液扩散进入肺泡，完成气体交换。
气体在血液中的运输也是呼吸过程中的重要环节。
氧气主要是与血红蛋白结合形成氧合血红蛋白，通过血液循环被输送到身体的各个部位。
而二氧化碳则有三种运输形式：碳酸氢盐形式、氨基甲酰血红蛋白形式和物理溶解形式。
其中，碳酸氢盐形式是最主要的运输方式。
呼吸运动的调节是保证呼吸功能正常运行的关键。
呼吸中枢位于脑干，包括延髓、脑桥等部位。
延髓是产生呼吸节律的基本中枢，而脑桥则对呼吸节律有调整作用。
此外，外周化学感受器和中枢化学感受器也在呼吸调节中发挥着重要作用。
外周化学感受器主要感受动脉血中的氧分压、二氧化碳分压和氢离子浓度的变化；中枢化学感受器则对脑脊液中的氢离子浓度敏感。
当体内的二氧化碳分压升高、氧分压降低或者氢离子浓度升高时，化学感受器会将这些信号传递给呼吸中枢，从而调节呼吸运动的频率和深度，以保证体内气体的平衡。
2024版医学《生理学》第5章呼吸
医学《生理学》第5章呼吸contents•呼吸系统概述•肺通气与肺换气目录•呼吸运动的调节•肺的非呼吸功能•临床常见的呼吸系统疾病与生理变化CHAPTER呼吸系统概述呼吸系统的组成与功能01020304呼吸道肺胸膜腔呼吸肌1 2 3维持生命活动参与代谢过程保护机体免受有害物质侵害呼吸系统的生理意义呼吸系统的调节与控制神经调节01体液调节02自身调节03CHAPTER肺通气与肺换气呼吸运动胸膜腔负压呼吸道通畅030201肺通气的原理与过程肺换气的过程与机制肺泡与血液之间的气体交换气体交换的动力气体交换的过程气体在血液中的运氧的运输二氧化碳的运输CHAPTER呼吸运动的调节呼吸中枢与呼吸节律的形成呼吸中枢呼吸节律的形成血液中的O2、CO2和H+浓度中枢化学感受器肺牵张反射由肺扩张或肺萎陷引起的吸气抑制或吸气兴奋的反射，包括肺扩张反射和肺萎陷反射。
呼吸肌本体感受性反射呼吸肌的肌梭在受到牵拉刺激时，可以反射性地引起受牵拉的同一肌肉收缩，从而调节呼吸运动。
中枢神经系统的调节大脑皮层、下丘脑、脑干等部位通过神经通路对呼吸运动进行调节，如皮层可以通过意识控制呼吸、下丘脑可以影响呼吸节律等。
CHAPTER肺的非呼吸功能肺内具有多种代谢酶肺组织内含有多种代谢酶，能够参与多种物质的代谢过程，如氧化、还原、水解等。
肺对药物的代谢肺组织对吸入的药物具有代谢作用，能够影响药物的生物利用度和疗效。
肺内代谢产物的排出肺能够通过呼吸运动将代谢产物排出体外，维持内环境的稳定。
肺内具有黏液纤毛清除系统肺泡巨噬细胞的吞噬作用咳嗽反射肺内具有免疫分子肺内具有免疫细胞肺内能够合成和分泌多种免疫分子，如免疫球蛋白、补体、细胞因子等，参与免疫应答和免疫调节。
肺的免疫应答CHAPTER临床常见的呼吸系统疾病与生理变化慢性阻塞性肺疾病气流受限炎症反应肺功能下降支气管哮喘气道高反应性气道炎症可逆性气流受限呼吸衰竭氧合障碍二氧化碳潴留多器官功能障碍急性呼吸窘迫综合征急性起病肺部炎症和渗出多器官功能障碍WATCHING。
《生理学课件呼吸》PPT课件
姿势对通气/血流比值的影响
（三）肺扩散容量
• 概念：气体在单位分压差作用下，每分钟通过呼 吸膜扩散的气体的ml数
• 计算： DL=V/（PA-PC） V是每分钟通过呼吸膜的气体容积（ml/min）
PA是肺泡气中的平均分压（mmHg） PC是肺毛细血管血液内的平均分压（mmHg） • 正常值:O2— 20ml/(min·mmHg）
意义：反映肺一次通气的最大能力
用力肺活量（forced vital capacity ， FVC） 一次最大吸气后，尽力尽快呼气所能呼出的最大
气体量。
★用力呼气量（forced expiratory volume，FEV） 一次最大吸气后，尽力尽快呼气，第1、2、3秒末呼出
气量。 FEV/FVC × 100%
400～600ml （2） 补吸气量 （inspiratory reserve volume， IRV
） 1500～2000ml
（3） 补呼气量（ expiratory reserve volume ，ERV ） 900～1200ml
（4） 余气量（residual volume， RV） 1000～1500ml
一、肺换气和组织换气的基本原理
（一）气体的扩散 形式：气体单纯扩散 动力：气体分压（张力）差
分压差× 温度× 扩散面积× 溶解度 D=——2、———C—O—2—扩——散———速——率———（——D—）———的——比——较————————
分子量 血浆溶解度 肺泡气 A血 V血 D ——————————(—m—l/—L)———（—K—Pa—）——（—K—P—a）———（—K—Pa—）———————— O2 32 21.4 13.9 13.3 5.3 1 CO2 44 515.0 5.3 5.3 6.1 2 ———————————————————————————————————————
《生理学》第五章呼吸
• 呼吸膜：通透性 很大，利于气体 扩散 • 总面积 70平米 • 实际利用：40平 米 • 结果：血液氧气 分压升高，二氧 化碳分压降低 • 静脉血变动脉血
3、影响肺换气的因素
1. 气体扩散 2. 呼吸膜的厚度与面积 膜厚度↑→气体交换↓↓ 面积↓→气体交换↓。 3.通气/血流比值
气道阻力
与呼吸道半径四次方成反比
•流速快、湍流、管径小 气道阻力大 •流速慢、层流、管径大 气道阻力小 交感神经兴奋：平滑肌舒张，阻力减小 副交感神经兴奋：平滑肌收缩，阻力增大
二 肺容量肺通气量
(一)肺容量
• 肺容纳气体的量，肺容积
•
•
潮气量： 每次呼吸，吸入或呼出的气体量
补吸气量 ：平静吸气末，再尽力吸入的气体量
(二)肺通气量 1、每分通气量： 每分钟吸入或呼出的气体总量 =潮气量×呼吸频率 正常值：约为6~9L
最大通气量
150L
–定义：尽力做深快呼吸时，所得到的每分通气量
–意义：反映肺通气功能的储备能力
2、无效腔
定义：不能与血液进行 气体交换的气道空间
鼻腔至终末支气管之间的呼吸道
150ml 肺泡通气量 每分钟吸入肺泡的新鲜空气量
外呼吸 肺通气 肺换气 血液运输
内呼吸 组织换气
第一节 肺通气
气体经呼吸道进出肺的过程 呼吸道是 通道 加温、湿润、过滤清洁 肺泡是肺泡气与血液交换气体的场所
一、肺通气的原理
气体进出肺需要两因素：
（1）动力 （2）阻力
（一）肺通气的动力
呼 收 缩
原动力:
胸 廓 扩 张 呼吸肌的收缩和舒张（呼吸运动）。 缩 小
•
• •
补呼气量 ：平静呼气末，再尽力呼出的气体量
《生理学第五章呼吸》课件
《生理学第五章呼吸》课件一、教学内容1. 呼吸系统的组成：呼吸道、肺泡、肺间质等。
2. 呼吸生理过程：肺通气、肺换气、气体在血液中的运输等。
3. 呼吸神经调节：中枢神经系统、外周神经系统对呼吸的控制。
4. 呼吸疾病：包括慢性阻塞性肺疾病、肺炎、支气管哮喘等疾病的病因、临床表现和治疗方法。
二、教学目标1. 了解呼吸系统的组成，掌握肺通气、肺换气及气体在血液中的运输过程。
2. 理解呼吸神经调节的作用，能够解释人体在不同状态下呼吸的变化。
3. 了解呼吸疾病的病因、临床表现和治疗方法，提高学生对呼吸健康的认识。
三、教学难点与重点重点：呼吸生理过程、呼吸神经调节机制及呼吸疾病的病因和治疗方法。
难点：气体在血液中的运输过程、呼吸疾病的病理生理机制。
四、教具与学具准备教具：多媒体课件、黑板、粉笔。
学具：教科书、笔记本、彩色笔。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过展示医院呼吸科的实际病例，让学生了解呼吸疾病对患者生活的影响。
2. 教材内容讲解：（1）呼吸系统的组成：引导学生通过教科书和多媒体课件，了解呼吸道、肺泡、肺间质的结构与功能。
（2）呼吸生理过程：讲解肺通气、肺换气及气体在血液中的运输过程，结合示意图帮助学生理解。
（3）呼吸神经调节：介绍中枢神经系统、外周神经系统对呼吸的控制，通过实例让学生掌握呼吸调节的原理。
（4）呼吸疾病：讲解慢性阻塞性肺疾病、肺炎、支气管哮喘等疾病的病因、临床表现和治疗方法。
3. 例题讲解：分析典型的呼吸疾病病例，让学生学会运用所学知识进行分析。
4. 随堂练习：设置有关呼吸生理过程、呼吸神经调节和呼吸疾病的选择题，检查学生对知识的掌握程度。
5. 课堂互动：鼓励学生提问，针对学生提出的问题进行解答，增强课堂氛围。
六、板书设计板书内容主要包括呼吸系统的组成、呼吸生理过程、呼吸神经调节和呼吸疾病四个部分。
通过简洁的文字和清晰的图示，帮助学生梳理知识点。
七、作业设计1. 完成教科书上的练习题，巩固所学知识。
生理学第五章呼吸系统PPT课件
一. 氧和二氧化碳在血液中的存在形式
二. 氧的运输
（一）氧容量，氧含量和氧饱和度 （二） Hb与氧的可逆结合 （三）氧离曲线 （四）影响氧离曲线的因素
氧含量：100ml血液中血红蛋白实际结合 的氧量
氧容量：100ml血液中血红蛋白可以结合 氧的最大量
血氧饱和度：氧含量占氧容量的百分比
三. 二氧化碳的运输
3. 肺活量＝补吸气量＋潮气量＋补呼气量。
男性约3500ml，女性约2500ml 。
4. 肺总容量＝肺活量＋残气量
时间肺活量：临床 上一般指最大吸气 后，进行用力呼气， 计算在第1、2、3 秒末呼出的气量占 总肺活量的容积百 分比。反映一定时 间内所能呼出的气 量。
六. 肺通气量 ——指单位时间内进出肺的气体量。
的气体交换。
第一节 肺通气
一.呼吸道的结构特征和功能 二.肺泡的结构和功能 三.肺通气的动力 四.肺通气的阻力 五.肺容积和肺容量 六.肺通气量
一. 呼吸道的结构特征和功能
1.呼吸道的组成：
上呼吸道：鼻、咽、喉； 下呼吸道：气管、支气管及其肺内分支。
2.呼吸道的结构特征及功能
分泌粘液：湿润和清洁空气，受交感神经调节； 支气管及其分支：平滑肌收缩调节气道阻力，
三. 肺通气动力
原始动力——呼吸肌的运动 直接动力——气体压力差
（一）呼吸运动 （二）肺内压 （三）胸膜腔内压
（一）呼吸运动——
指呼吸肌的舒缩引起的胸廓的扩大和缩小。
平静呼吸
吸气运动：吸气肌（肋间外肌和膈肌）收缩，胸廓扩 大。 ——主动
呼气运动：吸气肌舒张，胸廓复位。 ——被动
用力呼吸
吸气运动：吸气肌和吸气辅助肌（斜角肌、胸锁乳突 肌、胸肌和背肌等）收缩，胸廓扩大。 ——主动
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故肺顺应性加大并不一定表示肺通气功能好。
2.非弹性阻力——气道阻力
⑴气道阻力特点: ①只在呼吸运动时产生； 流速快→阻力大 ②与气体流动形式有关： 层流→阻力小 湍流→阻力大 ③与气道半径的4次方成反比： （R∝1／r4）
讲义第五章呼吸生理学
概述
呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。 呼吸全过程：外呼吸、气体在血液中运输、内呼吸
2.肺内压:
肺内压是指肺内气道和肺泡内气体的压力。 平静吸气末:肺内压 = 大气压 平静呼气末:肺内压 = 大气压
3.胸内压
（1）概念: 胸内压是指胸膜腔内的压力。 （2）测定方法:
(二)呼吸膜 1.厚度6层＜1μm厚：呼吸膜厚度↑→气体交换↓
2.面积：呼吸膜面积↓→气体交换↓。
COO2 2
（基质层）
(三)通气/血流比值 每分肺通气量（VA）/每分肺血流量（Q）
1.VA/Q↑≈肺通气↑或肺血流↓→增大生理无效
腔→换气效率↓(如心衰、肺动脉栓塞)
2.VA/Q↓≈肺通气↓→增大功能性A-V短路→换
气效率↓（如支气管哮喘、肺气肿、支气管栓塞）
几点说明：
●VA/Q↑或↓→换气效率↓→缺O2和CO2潴留的症状;
但以缺O2为主，原因： ①∵CO2 的扩散系数是O2的20倍，CO2的扩散速＞
O2，∴不易出现CO2潴留的症状； ②∵A 血 PO2↓ 和 PCO2↑ 时 ， 可 刺 激 呼 吸 ， 增 加 肺
二、氧的运输
(一)物理溶解：(1.5%)
PO2↑(氧合) HbO2
(二)化学结合:(98.5%) Hb暗红色
鲜红色
PO2↓(氧离) ⒈ O2与Hb的可逆性结合:Hb + O2
当表浅毛细血管床血液中去氧Hb达5g/100ml以上， 呈蓝紫色称紫绀（一般是缺O2的标志）。
2. O2与Hb结合的特征:
换气结果：
肺Ｖ血 组织Ａ血
↓
↓
Ａ血 Ｖ血
肺 换
Hale Waihona Puke 氧合血红蛋白（氧主要运输形式） 和 氨基甲酰血红蛋白
气
过
程
组
CO2主要以碳酸氢盐形式运输
织
换
气
过
程
三、影响气体交换的因素
(一)气体扩散速率
在同等条件下，CO2的扩散速率是O2的20倍；但在肺中， 由于肺泡和V血间气体分压差的不同，CO2的扩散速率实 际约为O2的2倍。
①反应快、可逆、受PO2的影响、不需酶的催化； ②是氧合，非氧化 ③1分子Hb可与4分子O2可逆结合
Hb+O2结合的最大量——氧容量 100ml血 Hb+O2结合的实际量——氧含量
氧含量⁄氧容量的百分比——氧饱和度
PO2↑ (氧合)
PO2↓ (氧离)
④ Hb+O2的结合或解离曲线呈 s 形
机制：与Hb 的变构有关：
（二）肺通气的阻力
弹 胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关
性
阻
肺泡表面张力：2/3
肺力 通
肺弹性阻力 肺弹性回缩力: 1/3
气
阻
力
非 气道阻力：与气体流动形式+气道半径有关
弹
性 粘滞阻力
阻
常态下可忽略不计
力 惯性阻力
1.弹性阻力: (1)肺的弹性阻力
①度量法 顺应性 =(1/弹性阻力) 顺应性：指在外力作用下弹性组织的可扩张性。
四、肺容量和肺通气量
(一)肺容量
功能余气量：余气量＋补呼气量 肺总容量：肺活量＋余气量 肺活量：补吸气量＋潮气量＋补呼气量 时间肺活量：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。
注：时间肺活量是评价肺通气功能较好指标
(二) 肺通气量： ⒈每分通气量＝潮气量×呼吸频率(次/分)
2.肺泡通气量＝(潮气量-无效腔量)×呼吸频率
间接法:气囊测定食管内压以间接反映胸内压
（3）压力:
平静吸气时:胸内压 < 大气压 呼气时:胸内压 < 大气压
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)。
（4）成因:
胸内压＝大气压－肺回缩力 胸内压＝0－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。
即当Hb某亚基与O2结合→Hb变构→其他亚基的亲O2 力↑→Hb4个亚基的协同效应便呈现s形的氧离曲线特 征。
（三）氧离曲线特征 及生理意义
1.上段:坡度较平坦。 表明：PO2变化大时，
张力→降低吸气阻力；
b. 减 少 肺 泡 内 液 的生成→防肺水肿的 发生
c. 维 持 肺 泡 内 压 的稳定性→防肺泡破 裂或萎缩
临床：
●当发生成人肺炎、 肺血栓等→表面活性 物质↓→肺不张。
吸气 肺泡表面积↑
DPL分散
(呼气) (↓) (密集)
降表面张力的作用↓ (↑)
肺泡表面张力↑ (↓)
肺泡回缩
②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 方向向中心→使肺泡缩小。
肺泡表面张力的作用：
a.使肺泡回缩→肺通气（吸气）阻力 b.肺泡内压不稳定→肺泡破裂或萎缩 c.促肺泡内液生成→产生肺水肿
Ⅱ.表面活性物质
( DPL或DPPC )
肺泡Ⅱ型细胞分泌
作用： a. 降 低 肺 泡 表 面
泡通气量，有助于CO2的排出，而几乎无助于O2的摄 取
●整个肺脏的VA/Q=0.84,是衡量肺换气功能的指标；
但因肺脏各局部的肺泡通气量和血流量的不均性， 故临床上更应测肺脏各局部的VA/Q：
第三节 气 体 运 输 一、运输形式:
（一）物理溶解:气体直接溶解于血浆中。
（二）化学结合:气体与某些物质进行化学结合。 特征:量大,•主要运输形式。
生理无效腔＝解剖无效腔＋肺泡无效腔
第二节 气体交换
一、气体交换的原理
动力：膜两侧的气体分压差。
速率：= 扩散速率（D） = 分压差×温度×气体溶解度×扩散面积 扩散距离×√分子量
气体的溶解度/分子量的平方根之比为扩散系数。 扩散系数大，扩散速率快。
二、肺换气与组织换气
O2
换气动力：分压差
换气方向： 分压高→分压低
(扩张)
防肺泡破裂 (防萎陷)
（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，不表现有弹性回缩力； ②胸廓缩小时，胸廓的弹性回缩力向外=吸气的 动力； ③胸廓扩大时，胸廓的弹性回缩力向内=吸气的 阻力。
（3）影响弹性阻力的因素:
①肺充血、肺不张、表面活性物质减少、肺纤维 化和感染等原因→肺弹性阻力↑