生理学第五章 呼吸
第5章 呼吸 生理学

肺泡通气量
2.肺泡通气量:每分钟吸入到肺泡,并可与血
液进行有效气体交换的总气量。
解剖无效腔(从鼻至呼吸性细支气管, 生理无效腔 150ml)
肺泡无效腔( 肺泡内未发生其他交换,接近于零)
计算真正的有效的气体交换,须采用肺泡通气量
肺泡通气量=(潮气量-无效腔气量)x呼吸频率
不同呼吸频率、潮气量时的肺通气量及肺泡通气量
4、气体的扩散面积和距离和温度
气体的扩散面积和距离(A,d):
扩散速率与A呈正比;与d呈反比。
温度(T): 扩散速率与T呈正比。
综合以上因素, CO2的扩散速率是O2的 2倍,故临床更容易出现O2扩散的障碍导致 机体缺氧。
二、肺 换 气
肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换过程。
在气相与液相间完成
〔外界环境
肺毛细血管)
包括肺通气〔肺 外界空气〕
肺换气〔肺泡 肺毛细血管〕
〔2〕气体在血液中的运输。
〔3〕内呼吸又称组织换气
〔血液
组织细胞〕
第一节 肺 通 气
一、肺通气的原理
肺通气是肺与外界环境之间的气体交换过 程。
(一)肺通气的动力 直接动力:肺内压与大气压之差 原始动力:呼吸运动
1、呼吸运动
防止肺水肿。 ③降低吸气阻力,有利于肺的扩张。
正常及几种2、异胸常廓情弹况性下阻顺力应和性顺曲应线性
胸廓是一个双向弹性体,其弹性回缩力的方向视 胸廓所处的位置而定。
处于自然位置:肺容量 = 肺总容量的67% 无回弹力 小于自然位置:肺容量﹤肺总容量的67% 向外的回弹力
吸气的动力,呼气的阻力 大于自然位置:肺容量﹥肺总容量的67% 向内的回弹力
血氧指标
• 血红蛋白氧容量:特定条件下,每升(L)血液中血红蛋 白所能负载的最大氧量。〔190~200ml/ L血液〕
人卫版-生理学-第五章-呼吸)

二、气体交换的过程及其影响因素 (一) 肺换气
(二)影响肺换气的因素: 上皮基底膜
1.呼吸膜的厚度: 反比; (0.2~1m)
肺泡上皮 含肺泡表面 活性物质的 液体分子层
2.呼吸膜的面积: 正比; (70㎡,安静时仅用40 ㎡)
肺泡 CO2
3.通气/血流比值( V•A/Q• )
间隙
毛细血管基膜 毛细血管内皮
综上所述
分压差*溶解度 D∝
√分子量 CO2的扩散速率约为 O2的2倍
当O2和 CO2分压差相同时,CO2的扩散速率约为 O2的21倍。在肺泡和静脉血之间, O2的分压差约 比CO2分压差大10倍。
综合以上几种因素的影响,其结果CO2的扩散速 率比O2的扩散速率大2倍。由于CO2比O2容易扩散, 故临床上缺O2比CO2潴留常见。
第五章 呼吸
肺通气 肺换气 气体运输 组织换气
O2
CO2
肺 O2 CO2
O2
血液 循环
CO2
O2 组织 细胞
CO2
呼吸过程的三个环节示意图
第一节 肺通气
肺通气 ( pulmonary ventilation ) 指肺与外界环境之间的气体交换。 1.肺通气的器官: 呼吸道:沟通肺泡与外界环境的气体通道 肺泡:气体交换的场所。呼吸膜六层结构 胸廓:肺通气的动力
三、肺通气功能的评价
(一)肺容积
1.潮气量 (TV) :每次吸入或呼出的气量。平静, 500mL 2.补吸气量(IRV) : 平静吸气末,尽力吸气所能 吸入的气量。1500-2000mL
3.补呼气量(ERV):平静呼气末,尽力呼气所能 呼出的气量。 900-1200mL
4. 余气量(RV) :最大呼气末存留于肺内不能再 呼出的气量。 1000-1500mL
生理学第五章 呼吸生理

意义:反映肺活量及呼吸阻力(弹性阻力及气道通
畅程度)。
(4)肺总量 = 肺活量 + 余气量 男:5000 ml; 女:3500 ml
(二)肺通气量和肺泡通气量
1. 肺通气量(pulmonary ventilation) = 潮气量 × 呼吸频率
最大随意通气量:尽力作深快呼吸时,每分钟所能吸入 或呼出的最大气量。
血氧容量、血氧含量、血氧饱和度
HbO2呈鲜红色, Hb呈蓝紫色
临床:发绀(Hb含量达5g/100ml),常表示缺氧。 例外:红细胞增多症;相反,严重缺氧和CO中毒
4. Hb与O2的结合或解离曲线呈S形 与Hb的变构效应有关 Hb为紧密型 HbO2为松弛型
(三)氧解离曲线
表示血液PO2与Hb氧饱和度关系的曲线
•胸廓容积>肺容积
•胸廓将肺拉大
•肺回缩
胸内负压
•胸内压=肺内压 - 肺回缩力 =大气压 - 肺回缩力 = - 肺回缩力
•平静呼吸时,胸膜腔内压为负压 呼气末:-3 ~ -5 mmHg 吸气末:-5 ~ -10 mmHg
临床:气胸
胸内负压的作用:
①利于肺扩张, 实现肺通气
②利于静脉血、 淋巴液回流
第五章 呼吸生理
第一节 第二节 第三节 第四节
肺通气 呼吸气体的交换 气体在血液中的运输 呼吸运动的调节
呼吸:机体与外界环境之间的气体交换过程。
呼吸的全过程包括:
1 外呼吸(肺通气+肺换气)
2 气体在血中的运输
3 内呼吸(组织换气+细胞内氧化)
血液循环
组织细胞
肺
O2 CO2
O2 CO2
肺通气 肺换气 外呼吸
生理学:第五章_呼吸

第五章呼吸机体与外界环境之间的气体交换过程,称为呼吸(respiration)。
呼吸的全过程由三个环节组成:①外呼吸,包括肺通气和肺换气;②气体运输;③内呼吸,即组织换气,有时也将细胞内的氧化过程包括在内。
第一节肺通气一、肺通气的原理气体进出肺取决于推动气体流动的动力和阻止气体流动的阻力的相互作用,动力必须克服阻力,才能实现肺通气。
1.肺通气的动力:肺泡与外界环境之间的压力差是肺通气的直接动力,而呼吸运动则是肺通气的原动力。
(掌握)(1)呼吸运动:指呼吸肌的收缩和舒张引起的胸廓节律性扩大和缩小的过程。
它包括吸气运动和呼气运动。
1)呼吸运动的过程:•吸气过程①(平静)吸气时,膈肌、肋间外肌收缩T胸廓扩大T肺容积扩大T肺内压降低(v大气压气体进入肺T完成吸气。
②用力吸气时,辅助吸气肌也参与收缩。
•呼气过程①(平静)呼气时,膈肌、肋间外肌舒张T肺弹性回缩,容积减小并牵引使胸廓缩小T肺内压增加(>大气压)T气体排出肺T完成呼气。
②用力呼气时,呼气肌也收缩T胸廓进一步缩小T肺内压进一步增加T更多气体排出肺。
2)呼吸运动的型式:①腹式呼吸和胸式呼吸:膈肌的收缩和舒张可引起腹腔内器官位移,造成腹部的起伏,这种以膈肌舒缩活动为主的呼吸运动称为腹式呼吸。
肋间外肌收缩和舒张时主要表现为胸部的起伏,这种以肋间外肌舒缩活动为主的呼吸运动称为胸式呼吸。
一般情况下,成年人的呼吸运动呈胸式和腹式混合式呼吸。
②平静呼吸和用力呼吸:安静状态下的呼吸运动称为平静呼吸,呼吸频率为每分钟12〜18次。
当机体运动或吸入气中C◎含量增加而Q含量减少或肺通气阻力增大时,呼吸运动将加深加快,这种呼吸运动称为用力呼吸或深呼吸。
在缺氧、CQ增多或肺通气阻力较严重的情况下,可出现呼吸困难。
(2)肺内压:指肺泡内的压力。
在呼吸过程中,肺内压呈周期性波动。
吸气时,肺内压下降,低于大气压,气体入肺,至吸气末,肺内压与大气压相等。
反之, 呼气时,肺内压升高,高于大气压,气体出肺,至呼气末,肺内压与大气压相等。
生理学 第五章呼吸

胸廓容积>肺容积 胸廓将肺拉大
肺回缩 胸内负压
胸内压=肺内压 - 肺回缩力 =大气压 - 肺回缩力 = - 肺回缩力
呼气末:-3~ -5 mmHg 吸气末:-5~ -10 mmHg
胸内负压作用:
①维持肺泡扩张 状态,使 肺 随胸廓运动而 运动。 ② 利于静脉血 及组织液回流
(二)肺通气的阻力
CO2 + H2O
CA
RBC
H2CO3
HCO3- + H+
Cl(氯转移)
组织: 肺:
(二)氨基甲酸血红蛋白(7%)
HbNH2O2+H++CO2 HbNHCOOH+O2
① 无需酶的催化, ② 反应迅速、可逆, ③ 主要调节因素是Hb氧合作用。
(三)CO2解离曲线
血液中CO2含量与PCO2的关系曲线
胸廓顺应性
胸廓的顺应性= △V(胸腔容积)
△P(跨胸壁压)
肥胖、胸廓畸形 胸膜增厚 腹内占位病变
胸廓顺应性
2.非弹性阻力
①惯性阻力 ②粘滞阻力 ③气道阻力
流速快、湍流、管径小 流速慢、层流、管径大 气道阻力大 气道阻力小
影响气道管径的主要因素
(1)跨壁压 (2)肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用 (3)自主神经对气道平滑肌舒缩活动的调节 (4)化学因素的影响
表面张力的作用:
使液体表面积缩小。
(肺塌陷)
2)肺泡表面活性物质:
肺泡Ⅱ型细胞分泌的二棕榈酰卵磷脂(DPPC)
肺泡表面活性物质的生理作用
降低表面张力: ①降低吸气阻力,减少吸气作功
②维持大小肺泡容积稳定。 小肺泡 DPPC密度大,T较小
《生理学》 CHAPTER 5 RESPIRATION

哮喘
哮喘
是一种常见的慢性呼吸道疾病,以气 道高反应性和可逆性气流受限为特征。
病因
与遗传、环境因素(如过敏原、空气 污染物)等有关。
症状
包括喘息、胸闷、咳嗽等,通常在夜 间和清晨加重。
治疗
以控制症状为主,包括使用吸入性糖 皮质激素、长效β2受体激动剂等药 物。
肺癌
肺癌
起源于肺组织的恶性肿瘤。
症状
早期无明显症状,晚期可能出现咳嗽、咳痰、 胸痛、呼吸困难等症状。
详细描述
平喘药是一类能够缓解支气管痉挛、减轻气道炎症的药物,主要用于治疗哮喘、慢性喘 息性支气管炎等呼吸系统疾病。常见的平喘药包括糖皮质激素、白三烯受体拮抗剂等。
抗炎药
总结词
用于抑制炎症反应,减轻呼吸道肿胀 。
详细描述
抗炎药是一类能够抑制炎症反应、减 轻呼吸道肿胀的药物,主要用于治疗 各种呼吸系统疾病。常见的抗炎药包 括非甾体抗炎药、糖皮质激素等。
呼吸系统的历史与发展
古代对呼吸的认识
未来呼吸系统研究展望
古代人们通过观察动物和人体的呼吸 现象,逐渐认识到呼吸的重要性。
随着科技的不断进步,未来对呼吸系 统的研究将更加深入,有望为呼吸系 统疾学的发展,人们对呼 吸系统的结构和功能有了更深入的了 解。
,从而排出体内多余的二氧化碳。
03
此外,血液中的氧气分压也会对呼吸产生影响,当氧气分压降 低时,会刺激呼吸中枢,使呼吸加深加快,从而吸入更多氧气
。
呼吸的代谢调节
呼吸的代谢调节是指通过能量代谢对呼吸系统进行调节的过程。
在进行剧烈运动或肌肉活动时,能量代谢增加,需要更多的氧气参与代谢过程,同时也会产生更多的二 氧化碳,此时呼吸系统会进行相应的调节以满足代谢需求。
《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
《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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
肺通气
气体交换 气体在血液中的运输 呼吸运动的调节
第四节
呼吸的概念与呼吸的全过程
ห้องสมุดไป่ตู้
机体在维持生命活动时,细胞不 断地消耗O2,并产生CO2。为满足机体
新陈代谢的需求,机体通过呼吸从外
界环境摄取新陈代谢所需要的O2,排出
代谢产生的CO2。机体与外界环境之间
的这种气体交换的过程称为呼吸
第一节 肺通气 二、
肺通气的阻力
(一)弹性阻力和顺应性
1.肺弹性阻力 肺具有弹性,在肺扩张变形时所产生的弹性回缩力,其方向与肺 扩张的方向相反,因而是吸气的阻力,即肺弹性回缩力是肺的弹性阻 力。肺弹性阻力来自肺组织本身的弹性回缩力和肺泡的表面张力所产 生的回缩力,两者均使肺具有回缩倾向,故成为肺扩张的弹性阻力。 由于表面张力较大,足以使肺泡难以张开,这就会给呼吸带来一 定的影响:
气流和组织的惯性所产生的阻止肺通气的力。豁滞阻力来自呼吸时组织相对位移所发生的摩擦,如 肺与胸廓间、肺叶之间产生的摩擦。气道阻力来自气体流经呼吸道时气体分子间和气体分子与气道 壁之间的摩擦,是非弹性阻力的主要成分,占80%-90%非弹性阻力是在气体流动时产生的,并随流 速加快而增加,故为动态阻力。健康人,平静呼吸时的总气道阻力为1-3cm H20/(L/S),主要发生
内而缩小,其弹性阻力向外,是吸气的动力,呼气的阻力;肺容量大于肺
总容量的67%时,胸廓被牵引向外而扩大,其弹性阻力向内,成为吸气的 阻力,呼气的动力。所以胸廓的弹性回缩力既可能是吸气的阻力,也可 能是吸气的动力,视胸廓的位置而定。 侧面
第一节 肺通气
(二)非弹性阻力
非弹性阻力包括惯性阻力、赫滞阻力和气道阻力。惯性阻力是气流在发动、变速、转向时因
第一节 肺通气
2.肺泡表面活性物质
通常以上情况不会出现。这是由于存在一种可降 低肺泡液体表面张力的物质,即肺泡表面活性物质 (pulmonary surfactant)。它是由肺泡Ⅱ型细胞合成 并释放的一种脂蛋白混合物。肺泡表面活性物质具有 降低表面张力的作用,有重要的生理意义。
①降低表面张力,减小吸气阻力。 ②维持肺泡容积的相对稳定。由于肺泡表面活性物质的 密度随肺泡半径的变小而增大,也随半径的增大而减小,所 以小肺泡表面活性物质的密度大,降低表面张力的作用强, 表面张力小,使小肺泡内压力不至过高,防止了小肺泡的塌 陷;大肺泡表面张力则因表面活性物质分子的稀疏而不致明 显下降,维持了肺泡内压力与小肺泡大致相等,不至过度膨 胀。 ③减少肺组织液的生成,防止肺水肿(图5-3)。
(respiration)
呼吸的全过程示意图
呼吸的概念与呼吸的全过程
空 气
呼 吸 道
肺 泡
O2
CO2
肺 毛 细 血 管
肺 静 脉
左 心
动 脉
组 O 2 织 毛 细 血 CO 2 管 组 织 细 胞
肺通气
肺换气
肺 动 脉
右 心
静 脉
组织换气
外呼吸
气体运输
(内呼吸)
第一节 肺通气 一、
肺通气的动力
(一)呼吸运动
呼吸肌的收缩和舒张引起的胸廓有节律的扩大与缩小,称为呼吸运动。参与呼吸运动的肌肉,统称为 呼吸肌。 1.呼吸肌 主要的吸气肌为隔肌和肋间外肌。 2.呼吸的类型 在不同的条件下由于呼吸肌的主次、多少和用力程度不同,呼吸运动呈现不同的 形式。 (1)平静呼吸和用力呼吸:人体在安静时进行平稳而均匀的呼吸运动,称为平静呼吸。 (2)胸式呼吸和腹式呼吸:由于隔肌收缩和舒张引起腹部的起伏,这种以隔肌舒缩活动为主的呼吸运 动称为腹式呼吸。 3.呼吸频率 胸部的一次起伏就是一次呼吸,即一次吸气一次呼气。
①阻碍肺泡扩张,降低肺泡顺应性,增加吸气阻力。 ②使不同大小肺泡的内压不稳定。根据物理学原理,某种液体所形成的液 泡的回缩力即液泡内部的压强(P),与该液体的表面张力(T)成正比,与液泡 的半径r成反比。即P=2T/r。因此,即使是表面张力相同的同一液体,只要 所形成的液泡大小不同,小泡内的压强就会超过大泡;而且液泡越缩小,其中 压强越升高。这样,就会出现小肺泡萎陷关闭和大肺泡过度膨大的情况。 ③容易产生肺水肿。
在鼻(约占总阻力50%)、声门(约占25%)及气管和支气管(约占15%)等部位,仅10%的阻力发生在
口径小于2mm的细支气管。
第一节 肺通气 三、
肺通气功能的评价
(一)肺容量
肺容量是指在不同状态下肺所
容纳的气体量(图5-4) 。
图5-4 肺容量图解
第一节 肺通气
1.潮气量 潮气量(tidal volume, TV)是指每次吸人或呼出的气量。正常成年人平静呼吸时潮气量 为400-600mL,平均约为500 mL。 2.补吸气量 补吸气量(inspiratory reserve volume, IRV)指平静吸气末,再用力吸气所能吸人的 气量。正常成年人补吸气量为1500-2000 mL。 3.补呼气量 补呼气量(expiratory reserve volume, ERV)指平静呼气末,再尽力呼气所能呼出的气 量。正常成年人补呼气量为900-1200mL。 4.深吸气量 深吸气量(inspiratory capacity, IC)指在平静呼气末做最大吸气时所能吸入的气量, 等于潮气量和补吸气量之和。
第一节 肺通气
(二)呼吸时肺内压和胸膜腔内压的变化
1.肺内压
肺内压是指肺泡内的压力。
2.胸膜腔内压
(1)胸膜腔:覆盖于肺表面的脏层胸膜和紧贴于胸廓内壁的 壁层胸膜在肺根处相互延续,在胸腔两侧各形成一个密闭的腔隙, 称为胸膜腔。 (2)胸膜腔内压的测定:胸膜腔内压可以用两种方法测定。 一种是直接法,将与检压计相连的针头刺入胸膜腔内,直接测定 胸膜腔内的压力。另一种是间接法,即以食管内压代表胸膜腔内 压。 (3)胸膜腔内负压的形成原因:胸膜腔内负压是出生后发展 起来的。 (4)胸膜腔负压的生理意义:首先,由于胸膜腔负压的牵拉 作用,可使肺总是处于扩张状态而不至于萎陷,并使肺能随着胸 廓的扩大而扩大;其次,胸膜腔负压还增加了腔静脉和胸导管等 大静脉与大淋巴管的管壁内外压力差,从而有利于胸腔内静脉血 液和淋巴液的回流。
第一节 肺通气
3.胸廓的弹性阻力
胸廓也具有弹性,呼吸运动时也会产生弹性阻力。但是,因胸廓弹 性阻力增大而使肺通气发生障碍的情况较为少见,所以临床意义相对较 小。胸廓处于自然位置时的肺容量,相当于肺总容量的67%左右,此时胸 廓毫无变化,不表现有弹性阻力。肺容量小于总量的67%,胸廓被牵引向 正面