生理学第五章 呼吸

生理学第五章呼吸思维导图，包括肺通气的原理、肺通气功能的评价、气体在组织中的运输、呼吸运动的调节、肺换气和组织换气等。

呼吸

• 呼吸概述
  • 外呼吸
    • 肺通气
    • 肺换气
  • 内呼吸
    • 组织换气
      • 组织细胞和组织毛细血管之间的气体交换
    • 细胞内氧化代谢
• 肺通气
  • 呼吸系统的功能解剖
    • 实现肺通气的器官
      • 呼吸道
        • 气流通道，对气体加温、加湿、过滤和清洁，引起防御性反射（咳嗽和喷嚏）
      • 肺泡
        • 肺换气的主要场所
      • 胸膜腔
        • 产生负压
      • 膈和胸廓
        • 动力组织
    • 特点
      • 气管-肺泡囊的分级
        • 传导区
        • 呼吸区
          • 有毛细血管
      • 肺泡稳定性
        • 肺泡之间的相互依存关系维持稳定性
  • 肺通气原理
    • 肺通气的动力
      • 概述
        • 直接动力
          • 肺泡气压力（肺内压）和外界大气压力的差值
        • 原动力
          • 呼吸机的收缩和舒张所引起的节律性的呼吸运动
      • 呼吸运动
        • 平静时吸气主动，呼气被动
        • 型式
          • 腹式呼吸和胸式呼吸
            • 分为
              • 腹式呼吸
                • 膈肌运动为主
              • 胸式呼吸
                • 肋间外肌运动为主
            • 人群
              • 小朋友
                • 腹式呼吸
              • 孕妇
                • 胸式呼吸
              • 成年人
                • 胸腹混合式呼吸
          • 平静呼吸和用力呼吸
            • 平静呼吸
              • 吸气主动而呼气被动
              • 频率为12-18每分
            • 用力呼吸
              • 吸气呼气都主动
      • 肺内压
        • 概念
          • 肺泡内气体压力，在呼吸中呈周期性变化
        • 随着肺容积变化而变化
          • 吸气或呼气完全时候，肺内压与大气压相等
          • 吸气降低而呼气升高
      • 胸膜腔内压
        • 胸膜腔概念
          • 存在于肺和胸廓间潜在，密闭的腔隙，无气体并有少量液体
          • 平静呼吸时始终低于大气压
        • 形成条件
          • 肺内压
            • 使扩大
          • 肺回缩压
            • 使缩小
        • 计算
          • 胸膜腔内压=肺内压-肺回缩压
          • 胸膜腔内压=大气压-肺回缩压（吸气或呼气末）
          • 以大气压为0，则为-肺回缩压
            • 胸膜腔内压大小主要是由肺回缩压决定
        • 生理意义
          • 保持肺扩张
          • 有利于静脉血和淋巴液的回流
            • 扩张胸腔内的腔静脉和胸导管
        • 气胸
          • 概念
            • 胸膜腔与大气联通
          • 导致
            • 吸气阻力增大
            • 阻碍静脉和淋巴回流
            • 肺不张
    • 肺通气的阻力
      • 弹性阻力和顺应性
        • 顺应性
          • 顺应性与弹性阻力呈倒数
          • 指弹性组织在外力作用下改变形状的难易程度
          • 影响
            • 平静呼吸时顺应性大
            • 肺总量大的顺应性大
            • 在肺内充满生理盐水时大于充满空气
          • 疾病
            • 吸气困难（顺应性降低）
              • 肺充血
              • 肺组织纤维化
              • 肺表面活性物质减少
            • 吸气困难（顺应性增大）
              • 肺气肿
              • 肺弹性成分被大量破坏
        • 肺容量对肺顺应性的影响
          • 肺大的顺应性大
          • 用比顺应性（顺应性/肺总量）消除大肺影响
        • 肺弹性阻力来源
          • 表面张力
            • P为肺泡内气-液面压强，引起肺坍缩
            • 表面活性物质
              • 由肺泡2型上皮细胞合成分泌的含脂质蛋白质的混合物
                • 二棕榈酰卵磷脂DPPC
              • 生理意义
                • 降低肺泡表面张力，减小呼吸阻力
                  • 主要功能
                  • 减小弹性阻力，也就是增加顺应性
                  • 只减小吸气阻力不减小呼气阻力
                • 维持不同大小肺泡的稳定性
                  • 表面活性物质的密度随着半径的减小而增大，小肺泡的表面活性物质多多，减小表面张力
                • 防止肺水肿
                  • 减弱表面张力对肺毛细血管和肺组织液的抽吸作用
              • 胎儿影响
                • 6-7月胎儿肺2上皮细胞才发育完成
                • 可以延长妊娠时间或者注射糖皮质激素
          • 肺弹性成分
            • 胸廓弹性阻力
      • 非弹性阻力
        • 气道阻力
          • 受气道半径的影响
          • 交感神经使得半径增加，副交感使得半径缩小
          • 儿茶酚胺使得半径增加，前列腺素使得半径减小
          • CO2含量增加使得半径减小
        • 惯性阻力
        • 组织的粘滞能力
  • 肺通气功能的评价
    • 肺容积和肺容量
      • 肺容积
        • 潮气量TV
          • 平静呼吸时候吸入或呼出的气体量
        • 储备量
          • 补呼气量
            • 平静吸气末，再尽力吸入的气体量
          • 补吸气量
            • 平静呼气末，再尽力呼出的气体量
        • 余气量
          • 最大呼气末还要残留再肺泡的气体量
            • 维持肺泡不再坍缩，一旦坍缩很难再次鼓起
          • 支气管哮喘和肺气肿患者的余气量增加
      • 肺容量
        • 深吸气量IC
          • 平静呼气末到用力吸气的气体量
          • 为潮气量和补吸气量的和
        • 功能余气量FRC
          • 平静呼气末尚存在于肺泡的气体量
          • 余气量和补呼气量的和
          • 用于缓冲O2和CO2的分压，利于血氧交换
        • 肺活量VC
          • 尽力吸气后尽力呼气的值
          • 为潮气量加补吸气量加补呼气量的和
          • 用力呼出量（时间肺活量）为评价肺通气功能的好指标
        • 肺总量TLC
          • 肺容纳的最大气体量
          • 肺活量和余气量之和
    • 肺通气量和肺泡通气量
      • 肺通气量
        • 每分钟吸入或输出的气体总量
        • 潮气量×呼吸频率
        • 随意肺通气量
          • 深呼深吸时候的肺通气量
      • 肺泡通气量
        • 每分钟肺内更新的气体量
          • 每次呼吸使得肺泡内气体更新1/7
        • 解剖无效腔
          • 鼻口至终末支气管之间的呼吸道
            • 这部分不参与肺泡与血液的气体交换
        • 生理无效腔
          • 相当于解剖无效腔加上肺泡无效腔（肺泡病变）
        • 计算方法
          • （潮气量—生理无效腔）×呼吸频率
        • 一定的呼吸频率内，深而慢的呼吸能增加肺泡通气量
          • 所以如果潮气量减半但是呼吸频率加倍，肺泡通气量会减少
      • 最大呼气流速-容积曲线
        • 曲线下移反应小气道阻塞（呼气时同一肺容积容积下呼出流速减慢）
      • 气道顺应性测定
        • 又称支气管激发实验BPT
        • 正常人气道平滑肌不会被微量因素影响，哮喘患者处于过度反应状态（气道炎症），气道收缩阻力增加
          • 用于哮喘的诊断
      • 呼吸功
        • 指呼吸肌克服的功
          • 为Δ跨壁压×肺容积（潮气量或每分通气量）
        • 几乎没有，病变（每次增大）或者剧烈运动（频率变大）时候增加
• 肺换气和组织换气
  • 气体交换的基本原理
    • 气体的扩散
      • 气体分子从压力高到压力低扩散，单位时间内气体扩散的容积称为气体的扩散速率D
    • 气体的分压差
    • 气体的分子量和溶解度
  • 肺换气
    • 影响肺换气的因素
      • 呼吸膜的厚度
        • 液体分子层
        • 肺泡上皮细胞
        • 肺泡上皮基底膜
        • 间隙（基质层）
        • 毛细血管基膜
        • 毛细血管内皮细胞
      • 呼吸膜的面积
        • 70m²，安静下40m²
      • 通气-血流比值
        • 为每分钟肺泡通气量/每分钟肺血流量
          • 0.84
        • 功能
          • 作为衡量肺换气功能的指标
        • 病变
          • 通气血流比上升相当于无效腔增多
            • 肺栓塞
          • 通气血流比下降相当于动静脉短路
            • 哮喘
            • 肺水肿
            • 肺纤维化
    • 肺扩散容量
      • 单位分压差下，每分钟肺通过呼吸膜扩散的气体量
  • 组织换气
    • 毛细血管中的血液与组织细胞之间的气体交换
• 气体在血液中的运输
  • 氧的运输
    • Hb与O2结合的特征
      • 结合反应迅速而可逆
      • 结合反应是氧的结合而非氧化
      • Hb结合O2的量
        • Hb氧容量（血氧容量）
          • 100ml血液中，Hb能结合的最大O2量
        • Hb氧含量（血氧含量）
          • 100ml血液中，Hb实际结合的O2量
        • Hb氧饱和度（血氧饱和度）
          • 氧含量比氧容量
      • 氧解离曲线呈S形
        • T型和R型的转化
    • 氧解离曲线
      • 表示血液PO2和Hb饱和度的关系
        • 正常情况下饱和度为97.4%
      • 影响因素
        • H＋浓度或PCO2
          • pH下降或者PCO2升高，曲线右移（亲和力变差）
        • 温度
          • 温度升高会加强H离子的活动度，因此温度升高会让曲线右移
        • 红细胞内2，3-二磷酸甘油酸
          • 也是改变pH
          • 曲线右移
        • CO
          • 无脑结合Hb
          • 使得血液中PO2正常不会刺激呼吸中枢
          • 不出现发绀
  • 二氧化碳的运输
    • CO2的运输形式（化学结合）
      • 碳酸氢盐
        • CO2在血中形成碳酸氢盐的过程居然有【碳酸酐酶】催化
        • 【碳酸酐酶】主要存在于红细胞
        • 红细胞不准正离子通过，准负离子通过
          • 所以在细胞内反应，但是在血浆中运输
        • 酶抑制剂：乙酰唑胺
      • 氨基甲酰血红蛋白HbCO2
        • 进入红细胞的CO2与Hb的氨基结合成HbCO2
        • 受到氧分压的影响
        • 占运输量的7%但是占肺部释放CO2的17.5%
    • CO2解离曲线
      • 表示血液中的CO2含量与PCO2的关系
      • 河而登效应：Hb与O2结合可促进CO2的释放，而释放O2之后的Hb则容易与CO2结合
      • 波尔效应：PCO2升高，O2结合被抑制
      • 不会饱和
• 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
        • 支配呼吸肌的在颈端C3-5（膈肌），胸端T（肋间肌和腹肌）
      • 低位脑干
        • 延髓
          • 基本中枢
        • 脑桥
          • 调整呼吸，使规律，使可以长吸
          • 上部为调整中枢，抑制长吸，下部为长吸中枢
      • 高位脑
        • 支配主动呼吸
    • 迷走神经
      • 控制呼吸不会长吸
    • 节律
      • 机制尚不清楚
  • 呼吸的反射性调节
    • 化学感受性呼吸反射
      • 外周化学感受器
        • 颈动脉体（主要）
        • 主动脉体
        • 感受血液中PO2或PCO2或【H】
          • 细胞内有对O2，H+的感受器
          • 由于CO2进入细胞内而引起pH降低而感受
      • 中枢化学感受器
        • 感受器为延髓腹外侧核
        • 感受H浓度，影响深远持久
        • 由于CO2通过血脑屏障扩散进入
        • 不感受低氧刺激
          • 但可以被低氧抑制
          • 也可以被高CO2抑制，CO2分压大于15%时出现CO2麻醉
        • 感受CO2变化引起H离子浓度增加要比外周化学感受器敏感
      • 传入神经
        • 窦神经（加入舌咽神经），迷走神经
      • 中枢
        • 延髓孤束核
      • 传出神经
        • 躯体运动神经
      • 效应器
        • 呼吸机，气道肌
    • 肺牵张反射
      • 肺扩张反射
        • 感受器
          • 从气管到细支气管间的平滑肌中
        • 传入神经
          • 迷走神经
        • 意义
          • 使得吸气转为呼气，加快呼吸频率
      • 肺萎陷反射
        • 使得呼气转为吸气
        • 平时不发挥作用