导图社区 生理学呼吸
生理学的第七章呼吸系统思维导图，包含外呼吸：肺毛细血管血液与外界环境之间的气体 交换过程；气体运输是指氧气和二氧化碳间的气体交换过程；内呼吸等。
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生理学 呼吸
概况
概念：呼吸是机体与外界环境之间的气体交换过程
呼吸过程
1、外呼吸：肺毛细血管血液与外界环境之间的气体交换过程
肺通气
概念：肺泡与外界环境之间的气体交换
原理
动力
呼吸运动
概念：呼吸肌的收缩和舒张所引起的胸廓节律性的扩大和缩小
吸气运动
胸廓扩大
吸气肌：膈肌、肋间外肌
辅助吸气肌：斜角肌、胸锁乳突肌（只在用力呼吸时）
是一个主动的过程
用力吸气时，除吸气肌加强收缩，还有辅助吸气肌也收缩
呼气运动
胸廓缩小
呼气肌：肋间内肌、腹肌
用力呼气时，除吸气肌舒张外，还有呼气肌参与收缩
型式
腹式呼吸和胸式呼吸
腹式呼吸
以膈肌舒缩活动为主
如胸腔积液、胸膜炎等患者，因胸廓运动受限，主要依靠膈肌收缩，而呈腹式呼吸
婴幼儿，肋间外肌收缩不明显，主要依靠膈肌舒缩而呈腹式运动
胸式呼吸
以肋间外肌舒缩活动为主
妊娠后期的女性，因膈肌运动受限，主要依靠肋间外肌舒缩而呈胸式呼吸
平静呼吸和用力呼吸
平静呼吸
概念：安静状态下，吸气主动、呼吸被动的呼吸型式
呼吸频率：12-18次/分
用力呼吸
用力吸气
收缩肌：膈肌、肋间外肌、胸锁乳突肌、斜角肌
扩展胸廓上部—使胸廓和肺的容积增大
用力呼气
吸气肌+呼气肌（呼气运动是个主动过程）
肺内压
肺泡内气体的压力
在呼吸过程中呈周期性变化
吸气 肺容积增大 肺内压降低<大气压时 外界气体进入肺
呼气 肺容积降低 肺内压增大>大气压时 气体流出肺
影响因素
呼吸运动的缓急
呼吸运动的深浅
呼吸道是否畅通
胸膜腔内压
概念：胸膜腔内的压力，简称胸内压
胸膜腔内压随呼吸运动而发生周期性变化
保持负压的重要前提
胸膜腔须保持其密闭性
负压的形成因素
肺和胸廓的自然容积的不同有关
与胸膜腔的两种力有关
肺内压，使肺泡扩张
（主要决定）肺回缩压，使肺泡缩小
保持负压的意义
1、能扩张肺，使肺能随胸廓的张缩而张缩
2、作用于胸腔内的腔静脉和胸导管，使之扩张，有利于静脉血和淋巴液的回流
胸膜腔
是存在于肺表面的脏层胸膜和衬与胸廓内壁的壁层胸膜之间的密闭的、潜在的、无气体的和仅有少量浆液的腔隙
浆液作用
参与胸膜腔负压的形成，因而肺可随胸廓的运动而张缩
起润滑作用，减小摩擦
阻力
弹性阻力70%
概念：弹性体对抗外力作用所引起的变形的力
衡量弹性阻力大小
顺应性的高低
顺应性：是指弹性组织在外力作用下发生的变形的难易程度
顺应性大 弹性阻力小
顺应性小 弹性阻力大
包括
肺弹性阻力
肺的弹性阻力和肺顺应性
吸气的阻力，呼气的动力
可用肺顺应性表示
来源
肺的弹性成分1/3
肺自身的弹性纤维
胶原纤维
肺泡表面成分2/3
肺泡表面张力有利于肺的回缩
肺表面活性物质
概念：是由肺泡II型上皮细胞合成和分泌的含脂质与蛋白质的混合物
生理意义
1、减少吸气阻力，减少吸气做功
2、维持不同大小肺泡的稳定性
3、防止肺水肿
作用
降低肺泡表面张力，减少肺泡的回缩力，它可使肺泡表面张力系数下降到（5～30）x10的-3N/m，显著低于血浆的表面张力（5x10的-2N/m）
肺顺应性
肺总量
胸廓弹性阻力
胸廓弹性成分
非弹性阻力30%
气道阻力80%～90%
气流速度
气流形式
气道口径most
跨壁压
呼吸道内外的压力差
肺实质对气道壁的牵引
自主神经系统的调节
呼吸道平滑肌受交和副交感神经的双重支配
化学因素的调节
气道平滑肌舒张
儿茶酚胺
PGE2
气道平滑肌收缩
前列腺素
组胺
白三烯
内皮素
惯性阻力
组织的粘滞阻力
肺通气阻力增大是临床上肺通气障碍的最常见的原因
功能的评价
肺容积和肺容量
肺容积
潮气量
每次呼吸是吸入或呼出的气体量
潮气量：400～600ml
补吸气量
平静吸气末，再尽力吸气所能吸入的气体量
补吸气量：1500～2000ml
补呼气量
平静吸气末，再尽力呼气所能呼出的气体量
补呼气量：900～1200ml
余气量
最大呼气末尚未存留在肺内不能再呼出的气体量
余气量：1000～1500ml
肺容量
深吸气量
潮气量+补吸气量
衡量最大通气潜力的指标之一
功能余气量
余气量+补呼气量
2500ml
缓冲呼吸中肺泡氧气分压和二氧化碳分压的变化幅度（稀释作用）
肺活量
从肺内所能呼出的最大气体量
潮气量+补吸气量+补呼气量
是肺功能测定的常用指标
用力肺活量
指最大吸气后，尽力尽快呼气所能呼出的最大气体量
用力吸气量
是指在一次最大吸气后尽力尽快呼气，在一定时间内所呼出的气体量
以FEV1/FVC的应用价值最大，是临床上鉴别阻塞性肺疾病和限制性肺疾病最常用的指标
肺所能容纳的最大气体量
肺活量+余气量
男性：5000ml
女性：3500ml
肺通气量和肺泡通气量
肺通气量
每分钟吸入或呼出的气体总量
潮气量x呼吸频率
呼吸频率12～18次/分
肺通气量：6～9L/min
最大随意通气量
尽力作深、快呼吸时，每分钟所能吸入或呼入的最大气体量
反映单位时间内充分发挥全部通气能力所能达到的通气量
估计机体能进行最大运动量的生理指标之一
肺泡通气量
肺换气
肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换
过程
氧气和二氧化碳在血液和肺泡扩散 不到0.3秒
血液流经肺毛细血管的时间 约0.7秒
气体分压差
扩散面积
呼吸膜的面积
气体扩散速率与扩散面积成正比
正常成年人两肺的总扩散面积约70平方米
在安静状态下，用于气体扩散的呼吸膜面积约40平方米
扩散距离
呼吸膜的厚度
肺泡-毛细血管膜
气-血屏障
肺表面活性物质的液体层
肺泡上皮细胞层
上皮基地膜层
上皮基底膜和毛细血管基膜之间的间隙（间质层）
毛细血管基膜层
毛细血管内皮细胞层
总厚度<1um ，最薄处只有0.2um，气体易于扩散通过
肺毛细血管总血量只有60～140ml，因而血液层很薄，非常有利于气体交换
温度
扩散系数
通气/血流比值
指每分钟肺泡通气量（VA）和每分钟肺血流量（Q）的比值
正常安静，比值约为0.84
比值增大，通气不足或血流相对过多，犹如发生功能性动-静脉短路
无论数值增大、减小，尤其是缺氧气
可作为衡量肺换气功能的指标
各个局部的比值并不相同
2、气体运输是指氧气和二氧化碳间的气体交换过程
基本原理
气体的扩散
分压差
气体的分子量和溶解度
扩散面积和距离
呼吸气体和人体不同部位其气体的分压
呼吸气和肺泡气的成分和分压
呼出气是无效腔内的吸入气和部分肺泡气的混合气体
血液气体和组织气体的分压
液体中的气体分压也称气体的张力
氧气的运输
物理溶解约1.5%
化学结合98.5%
（Hb）血红蛋白
分子结构
1个珠蛋白+4个血红素
血红素集团中心有二价铁
与氧气结合，氧合血红蛋白（HbO2）
鲜红色
没有结合氧气的血红蛋白，去氧血红蛋白（Hb）
蓝紫色
Hb的4个单体之间和亚单位内部有盐键连接
血红蛋白与氧气结合的特征
结合反应迅速而可逆
结合反应是氧合而非氧化
血红蛋白结合氧气的量
血红蛋白氧容量
指在100ml血液中，血红蛋白所能结合的最大氧气量
血氧容量
血红蛋白氧含量
指在100ml血液中，血红蛋白实际结合的氧气量。
动脉
氧气分压为100mmhg，血红蛋白氧含量为19.4ml/100ml
静脉
氧气分压为40mmhg，血红蛋白氧含量为14.4ml/100ml
血氧含量
血红蛋白氧饱和度
血红蛋白氧含量与血红蛋白氧容量的百分比
血氧饱和度
当血液中血红蛋白的含量达5g/100ml以上，皮肤、黏膜呈暗紫色，这种现象称为发绀
常表现为机体缺氧
1分子血红蛋白可结合4分子氧气，成年人血红蛋白的分子量为64458
氧解离曲线呈S形
变构效应
血红蛋白
紧密型
T型
含氧血红蛋白
疏松性
R型
协同效应
血红蛋白的4个亚单位彼此之间有协同效应
氧合血红蛋白解离曲线：血液氧分压与血红蛋白氧饱和度关系的曲线
上段
血液氧分压：60～100mmhg
特点
曲线较平坦
表明：在此范围内氧分压对血红蛋白氧饱和度或血氧含量影响不大
中段
血液氧分压：40～60mmhg
曲线较陡
表明：安静状态下血液对组织的供氧气情况
下段
血液氧分压：15～40mmhg
曲线最为陡直
表明：血液氧分压发生较小变化即可导致血红蛋白氧饱和度的明显改变
可以反映血液供氧气的储备能力
血液PH和PCO2的影响
氢离子浓度
温度的影响
红细胞内2，3-二磷酸甘油酸
一氧化碳的影响
P50
来表示血红蛋白对氧气的亲和力
是使血红蛋白氧饱和度达50%时的PO2，正常约为26.5mmhg
增大，氧解离曲线右移，表示血红蛋白对氧气的亲和力降低
降低，氧解离曲线左移，表示血红蛋白对氧气的亲合力增加
影响氧解离曲线的主要因素
二氧化碳的运输
物理溶解5%
化学结合95%
形式
碳酸氢盐88%
反应可逆
需要碳酸酐酶
取决于PCO2的高低
在组织中
反应向右进行
在肺部
反应向左进行
氨基甲酸血红蛋白7%
调节主要因素
氧合作用
二氧化碳解离曲线
血液中二氧化碳含量可随PCO2的升高而增加
呈线性关系
无饱和点
血红蛋白是否与氧气结合
3、内呼吸
组织换气
呼吸运动的调节
呼吸中枢与呼吸节律的形成
呼吸中枢
脊髓
位于第3～5颈段（支配膈肌）和胸段（支配肋间肌和腹肌等）脊髓前角
低位脑干
脑桥和延髓
脑桥
上部
呼吸调整中枢
对长吸中枢产生抑制作用
下部
长吸中枢
使吸气延长
肺部的迷走神经传入冲动
抑制吸气和促进吸气转为呼气
延髓
喘息中枢
产生最基本的呼吸节律
是基本呼吸中枢
呼吸节律主要产生于延髓的前包钦格复合体
自主呼吸
呼吸神经元集中分布于左右对称的核腹外侧部
1、延髓背内侧的背侧呼吸组
2、延髓腹外侧的腹侧呼吸组
3、脑桥头端背侧的脑桥呼吸组
高位脑
脑桥运动受脑桥以上中枢的影响
呼吸运动受大脑皮层随意性和低位脑干自主性的双重调节
呼吸节律的产生机制
起搏细胞学说
神经元网络学说
呼吸的反射性调节
化学感受性呼吸反射
化学感受器
化学因素
动脉血液、组织液、或脑脊液中的氧气和二氧化碳和氢离子
根据所在部位不同
外周化学感受器
位于颈动脉体和主动脉体的外周化学感受器
颈动脉体含有I型细胞（球细胞）和II型细胞（鞘细胞）
I型细胞起感受器作用
中枢化学感受器
位于延髓腹外侧浅表部位
头
中
尾
二氧化碳、氢离子和氧气对呼吸运动的调节
二氧化碳水平
是调节呼吸运动的最重要的生理性化学因素
当中枢化学感受器对二氧化碳的敏感性降低或产生适应后，外周化学感受器的调节作用就显得很重要
血液中氢离子浓度主要通过刺激外周化学感受器而起作用
脑脊液中的氢离子才是中枢化学感受器最有效的刺激物
氧气浓度
低氧气对呼吸运动的刺激作用完全是通过外周化学感受器实现的
二氧化碳、氢离子和氧气在呼吸运动调节中的相互作用
肺牵张反射
肺扩张反射
肺萎陷反射
防御性呼吸反射
咳嗽反射
喷嚏反射
呼吸肌本体感受性反射
特殊条件下的呼吸运动及调节（不重要）
临床监控呼吸状态的生理参数及意义（不重要）
呼吸道是气体进出肺的通道，由鼻、咽、喉、气管和支气管组成
