呼吸运动的调节

生理学第五章第四节呼吸运动的调节知识点归纳，包括呼吸中枢与呼吸节律的形成、呼吸的反射性调节、特殊条件下的呼吸运动及其调节等内容。

呼吸运动的调节

• 概念
  • 呼吸肌的节律性
    • 控制
      • CNS的自主性
      • CNS的随意性
    • 来源
      • 呼吸中枢
• 呼吸中枢与呼吸节律的形成
  • 呼吸中枢
    • 概念
      • 定义
        • CNS内产生呼吸节律和调节呼吸运动的神经元细胞群
      • 分布
        • 广泛分布
          • 脊髓、延髓、脑桥、间脑和大脑皮层等
    • 脊髓
      • 内容
        • 支配呼吸肌的运动神经元
      • 分布(胞体)
        • C3-5
          • 膈肌
        • T1-12
          • 肋间肌
          • 腹肌
      • 实验
        • 猫脑干的横切实验
        • 方法
          • 脊髓——延髓(D平面)
        • 表现
          • 呼吸运动立刻停止
      • 意义
        • 脊髓是联系高位呼吸中枢和呼吸肌的中继站
        • 整合某些呼吸反射的初级中枢
        • 本身以及呼吸肌不能产生节律性呼吸
    • 低位脑干
      • 组成
        • 脑桥和延髓
      • 实验
        • 猫脑干的横切实验
          • 中脑——脑桥(A平面)
            • 呼吸节律无变化
          • 脑桥上部——脑桥中部(B平面)
            • 变慢变深
          • 脑桥上部——脑桥中部，切断双侧颈迷走神经
            • 长吸式呼吸
              • 吸气极大延长，仅偶尔出现短暂呼气
          • 延髓——脑桥(C平面)
            • 喘息样呼吸
              • 不规则的呼吸运动
        • 新生大鼠脑干－脊髓标本
          • 表现
            • C4神经或脑神经根的放电活动都消失
          • 意义
            • 证明延髓是基本呼吸中枢
            • 呼吸节律主要产生于延髓的前包钦格复合体
          • 方法
            • 切除延髓腹外侧区的前包钦格复合体Pre-BotC
      • 意义
        • 脑桥上部——呼吸调整中枢PC
          • 抑制长吸中枢
        • 脑桥下部——长吸中枢
          • 紧张性易化吸气，使其延长
        • 肺部的迷走神经——传入神经
          • 抑制吸气和促进呼气
        • 延髓——喘息中枢
          • 产生最基本的呼吸节律
      • 内容
        • 呼吸相关神经元/呼吸神经元
          • 定义
            • 节律性自发放电，且节律性与呼吸周期相关
          • 分布(左右对称)
            • 背侧呼吸组DRG
              • 位置
                • 延髓背内侧
                  • NTS腹外侧部
              • 内容
                • 吸气神经元
              • 作用
                • 兴奋脊髓膈运动神经元→膈肌收缩
            • 腹侧呼吸组VRG
              • 位置
                • 延髓腹外侧
                  • 后疑核
                  • 疑核
                  • 面神经后核
              • 内容
                • 多种呼吸神经元
              • 作用
                • 平静呼吸无作用
                • 代谢增强→脊髓呼吸运动神经元↑→吸气↑和主动呼气→肺通气量↑
                • 调节咽喉部辅助呼吸肌→调节气道阻力
            • 脑桥呼吸组PRG
              • 位置
                • 脑桥头端背侧
                  • PBKF——臂旁内侧核，KF核
              • 意义
                • PC所在
              • 内容
                • 呼气神经元
              • 作用
                • 限制吸气
                • 促进呼气
      • 病症
        • 比奥呼吸
          • 条件
            • 脑损伤、脑脊液压力升高、脑膜炎等
          • 表现
            • 一次或多次强呼吸后，出现长时间呼吸停止，再次出现数次强呼吸
          • 定义
            • 病理性的周期性呼吸
              • 周期变动大
                • 10~60s
          • 意义
            • 死亡前的危急症状
          • 原因
            • 病变侵及延髓呼吸中枢
    • 高位脑
      • 组成
        • 下丘脑、边缘系统、大脑皮层
      • 作用(大脑皮层)
        • 皮层脊髓束
          • 脊髓
        • 皮层脑干束
          • 低位脑干
      • 意义
        • 保证其他与呼吸相关的活动的完成
      • 特点
        • 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
      • 自主呼吸与随意呼吸分离
        • 脊髓前外侧索下行的自主呼吸通路受损
          • 自主呼吸异常，随意呼吸正常
          • 入睡，呼吸停止
        • 大脑皮层运动区或皮层脊髓束受损
          • 自主呼吸正常
          • 随意呼吸异常
  • 呼吸节律的产生机制
    • 起搏细胞学说
      • 特点
        • 呼吸节律是延髓内某些神经元的固有特性
        • 前包钦格复合体是起搏神经元所在
    • 神经元网络学说
      • 特点
        • 呼吸节律的产生与中枢不同的呼吸神经元之间存在广泛而复杂的联系有关
• 呼吸的反射性调节
  • 化学感受性呼吸反射
    • 化学感受器
      • 定义
        • 适宜刺激为氧、CO2和H+等化学物质的感受器
      • 外周化学感受器
        • 分布
          • 颈动脉体和主动脉体
        • 传入神经
          • 窦神经(舌咽神经分支)
            • 颈动脉体
          • 迷走神经
            • 主动脉体
        • 中枢
          • NTS
        • 效果
          • 呼吸加深加快和循环功能调节
            • 颈动脉体主要参与呼吸调节
            • 主动脉体主要参与循环调节
        • 颈动脉体
          • 组成
            • I型细胞——球细胞
              • 感受器
            • II型细胞——鞘细胞
          • 支配
            • 迷走传入神经
            • 交感传出神经
              • 调节血流量和感受细胞的敏感性
        • 特点
          • 血供丰富
            • 2000ml·min/100g
              • 重量的20倍
          • 动、静脉P氧差≈零
            • 在动脉血中
          • 敏感因素
            • P氧↓
            • PCO2↑
            • H+↑
          • 对氧含量变化不敏感
      • 中枢化学感受器(化学敏感区)
        • 分布
          • 延髓腹外侧部的浅表部位
          • 斜方体后核、NTS、蓝斑、PVN等
        • 特点
          • 左右对称
          • 头，中，尾三区
            • 头，尾有化学感受性
            • 中区无化学感受性
              • 中继站
          • 适应现象
            • 表现
              • 体内CO2持续↑，最初数小时内，呼吸兴奋反应明显
              • 1-2天内，呼吸兴奋反应↓到原先1/5
            • 原因
              • 肾能调节血液pH
              • 血液中的HCO3一可缓慢透过血－脑屏障和血－脑脊液屏障，使脑脊液和局部细胞外液的pH↑
          • 不感受低氧刺激
          • H+敏感性高
          • 反应潜伏期较长
        • 刺激
          • 脑脊液和局部细胞外液中的H+
          • 特别
            • 血中CO2能迅速通过血－脑屏障，使其周围细胞外液中的H+↑，从而刺激感受器
            • 脑脊液中CA很少，对CO2的通气反应有一定的时间延迟
          • 血中的H+不易透过血-脑屏障——血液pH的变化的刺激作用较弱，较慢
        • 效果
          • 呼吸中枢兴奋→呼吸运动加深加快，肺通气量↑
    • CO2、H+和O2对呼吸运动的调节
      • CO2
        • 特点
          • 最重要
          • 经常性调节作用
          • 一定范围
        • 途径
          • 中枢化学感受器→呼吸中枢↑→肺通气↑
            • 动脉血PCO2↑2mmHg
          • 外周化学感受器→窦N.，迷走N.→延髓→呼吸加深、加快，肺通气量↑
            • 动脉血PCO2↑10mmHg
        • 通气反应
          • 中枢化学感受器起主要作用
            • 80%
          • 动脉血PCO2突然↑，外周化学感受器起作用
        • 表现
          • 高碳酸血症
            • 吸入气CO2↑，肺通气或换气功能障碍→血中PCO2↑
          • CO2麻醉
            • PC02过高→CNS↓→呼吸困难、头痛、头昏，甚至昏迷
          • 陈－施呼吸
            • 对象
              • 心力衰竭或脑干损伤
              • 偶见正常人熟睡时、新生儿和老年人
            • 表现
              • 呼吸增强和减弱交替
                • 45s—3min/周期
            • 机制
              • 肺泡气与化学感受器处的PCO2存在时间差和反馈增益过强
      • H+
        • 表现
          • 动脉H+↑→呼吸加深、加快，肺通气量↑
          • 动脉H+↓→呼吸↓，肺通气量↓
        • 机制
          • 感受器
            • 中枢的敏感性是外周的25倍
        • 刺激
          • 血中H+→外周
          • 脑脊液H+→中枢
      • O2
        • 表现
          • 肺通气量可觉察的增加
            • 动脉血P氧降到80mmHg
          • PO2↓→呼吸加深加快，肺通气↑
        • 特点
          • 对正常呼吸的调节作用不大
          • 严重缺氧才重要
        • 低氧刺激
          • 完全为外周感受器
        • 作用
          • 低氧→中枢↓
          • 低氧→外周化学感受器↑→中枢↑
    • CO2、H+和O2在呼吸运动调节中的相互作用
      • 表现
        • 三者相互作用，对肺通气的影响既可协同增强，也可因抵消而减弱
        • CO2的刺激作用最强
        • PCO2↑→H+↑→协同增强→肺通气↑
        • H+↑→肺通气↑→CO2排出↑→，PCO2↓→H+↓→部分抵消H+刺激
        • PO2↓→肺通气量↑→呼出CO2↑→PCO2↓，H+↓→减弱氧的刺激
  • 肺牵张反射(黑-伯反射)
    • 肺扩张反射
      • 定义
        • 肺扩张时抑制吸气的反射
      • 感受器
        • 分布
          • 气管到细支气管的平滑肌中
        • 特点
          • 牵张感受器
          • 阈值低
          • 反应慢
      • 意义
        • 加速吸气向呼气的转换，增加呼吸频率
      • 特点
        • 敏感性存在种属差异
          • 兔最明显
          • 人最弱
            • 出生4-5d后，敏感性显著↓
            • 成人，TV>1500ml
        • 平静呼吸时，不参与呼吸调节
    • 肺萎陷反射
      • 定义
        • 肺萎陷时增强吸气或促进呼气转换为吸气的反射
      • 感受器
        • 气道平滑肌内
      • 条件
        • 较大程度的肺萎陷
  • 防御性呼吸反射
    • 咳嗽反射
      • 定义
        • 很常见也很重要的防御性反射
      • 感受器
        • 喉、气管和支气管的黏膜
      • 传入神经
        • 迷走神经
      • 效应
        • 声门关闭
    • 喷嚏反射
      • 感受器
        • 鼻黏膜的感受器
      • 传入神经
        • 三叉神经
      • 效应
        • 腭垂下降，舌压向软腮，呼出气从鼻腔喷出，清除鼻腔异物
  • 呼吸肌本体感受性反射
    • 本体感受器
      • 肌梭和腱器官
    • 意义
      • 调节正常呼吸运动
        • 呼吸肌负荷增加时较明显
• 特殊条件下的呼吸运动及其调节
  • 运动时
    • 表现
      • 开始时肺通气量骤增
        • 本体感受器刺激呼吸
        • 化学感受性反射刺激呼吸
      • 停止后，肺通气量先骤降，随后缓慢下降，最后恢复
        • 氧债偿还
  • 低气压（高海拔）
    • 概念
      • 低压性低氧
        • 海拔增高引起的大气中氧分压降低
      • 海拔5500米处约为海平面的1/2
        • 380mmHg
      • 海平面大气压
        • 760mmHg
    • 特点
      • 对人体的生理影响主要是低氧
        • 与低氧程度和持续时间有关
      • 低压作用不明显
      • 通气反应包含兴奋性和抑制性反应
    • 表现
      • 急性低氧反应
        • 吸入气P氧↓→外周化学感受器→呼吸中枢↑→呼吸加深加快，肺通气量↑
          • 2-3min
      • 持续低氧下的通气衰竭
        • 持续低氧→通气反应下降
          • 数十分钟
      • 急性高原疾病
        • 疲劳、头晕、呼吸困难、头痛、恶心呕吐、失眠、思维和判断能力下降，全身乏力等
      • 高原性脑水肿
        • 剧烈头痛、呕吐、出现幻觉和短时的记忆丧失、视神经乳头水肿、视野缺失、尿失禁甚至丧失意识、昏迷
      • 高原性肺水肿
        • 呼吸困难、胸痛、憋气，HR>120次／分，呼吸频率>30次／分、紫绀、发热等
      • 习服
        • 长久处于低氧环境，通气再度↑，幅度可超过急性低氧反应的峰值
  • 高气压（潜水）
    • 概念
      • 海水深度10米↑→P1个大气压↑
      • 体重的60%为不可压缩的液体
      • Boyle定律
        • 恒温，密闭容器中气体压力和体积成反比
    • 特点
      • 20米
        • V肺内气体→海平面的1/3
          • 4500ml→1500ml(RV)
          • 肺内压↑→气体入血
          • 肺容积<RV——肺泡塌陷
        • 压力↑→呼吸深而慢
    • 影响
      • 高气压的直接影响
      • 吸入高压气体产生的毒性
      • 肺部的压力性损伤
• 临床监控呼吸状态的生理参数及意义
  • 血氧饱和度（指套式）
    • 不吸氧，患者的血氧饱和度<92%，需及时对患者进行动脉血气分析
  • 动脉血气分析
    • 定义
      • 对动脉血不同类型的气体和酸碱物质进行分析的过程
    • 意义
      • 判断机体是否存在呼吸衰竭和酸碱平衡失调
    • 采血部位
      • 肱动脉、股动脉，前臂桡动脉
    • 指标
      • PaO2
        • 定义
          • 动脉血中溶解的O2产生的张力
        • 表现
          • 正常成人
            • 80-100mmHg
          • >70岁
            • >70mmHg
          • 呼吸衰竭
            • <60mmHg
          • 生命危险
            • <30mmHg
      • PaCO2
        • 定义
          • 动脉血中溶解的CO2产生的张力
        • 表现
          • 正常
            • 35-45mmHg
          • 通气过度
            • <35mmHg
          • 通气不足
            • >45mmHg
        • 意义
          • 判断各型酸、碱中毒主要指标
      • pH和碱性物质
        • pH
          • 定义
            • 血液酸碱度的指标
          • 特点
            • 受呼吸和机体代谢因素的双重影响
          • 表现
            • 动脉
              • 正常
                • 7.35-7. 45
                  • 平均7.4
              • 酸血症
                • pH<7.35
              • 碱血症
                • pH>7.45
          • 意义
            • pH正常并不能完全排除无酸碱失衡
              • 代偿性酸中毒或碱中毒——pH在7.35-7. 45内
        • 碱性物质
          • 组成
            • 实际碳酸氢盐、标准碳酸盐、缓冲碱、实际碱剩余
  • 机械通气
    • 吸机参数
      • 吸频率、潮气量、吸呼比、通气模式、气道峰压、平均气道压、平台压、呼气末正压、流速、压力、呼气末CO2、气道阻力、肺顺应性